[实用新型]一种泡生法蓝宝石长晶设备的自动氩气充填装置

说明书

技术领域

本专利涉及泡生法蓝宝石晶体制造领域，尤其涉及一种泡生法蓝宝石长晶设备的自动氩气充填装置，同时可适用于其他相似领域。

背景技术

蓝宝石又称白宝石，是世界上硬度仅次于金刚石的晶体材料，由于具有优良的物理、机械、化学及红外透光性能，一直是微电子、航空航天、军工等领域急需的材料，尤其是光学级大尺寸蓝宝石材料，由于其具有性能稳定、市场需求量大、综合利用率及产品附加值高等特点，成为近年国内外研究开发和产业化热点。

蓝宝石晶体制造的一般过程是将一根受冷的籽晶与熔体接触，如果界面的温度低于凝固点，则籽晶开始生长，为了使晶体不断长大，就需要逐渐降低熔体的温度，同时旋转晶体，以改善熔体的温度分布。也可以缓慢的（或分阶段的）上提晶体，以扩大散热面。晶体在生长过程中或生长结束时不与坩埚壁接触，这就大大减少了晶体的应力。不过，当晶体与剩余的熔体脱离时，通常会产生较大的热冲击。目前常用的高温溶液顶部籽晶法是该泡生法的改良和发展。

由于蓝宝石晶体退火完成后，仍然有400度左右的高温，因此还需要使蓝宝石能缓慢的降低到100度以下后才能出炉，这一工艺称为后退火工艺。目前后退火工艺主要采用氩气填充的方式进行，通过氩气的填充可以加快减小真空度，提高热量交换的效率。但是氩气的填充需要有严格的步骤，否则降温速率过快会导致晶体的损坏。由于这一过程是由人来控制，因此氩气填充的数量和时间都受到操作者的影响，尽管不是关键工艺，但任然容易造成大量的人力物力的浪费。为此采用一种可自动填充的装置，对于提高泡生法晶体在后退火过程中的成品率，减少非关键过程的人力物力消耗，合理减少工艺时间极为重要，自动控制过程对于提高工作效率也非常有利。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的主要目的在于提供一种泡生法蓝宝石长晶设备的自动氩气充填装置，减少后退火过程晶体开裂几率，减少人工，提高劳动效率。

（二）技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种泡生法蓝宝石长晶设备的自动氩气充填装置，所述的长晶设置上设置连接管，所述的连接管上设置1/2英寸电磁阀和真空计，所述的1/2英寸电磁阀连接1/2英寸计量阀，所述的1/2英寸计量阀通过软管连接1/2英寸球阀，所述的1/2英寸球阀连接氩气瓶，还包括进行集中控制的PLC控制器，所述的1/2英寸电磁阀、1/2英寸计量阀和真空计与PLC控制器通过信号线连接和通信。

所述的真空计具有数字接口可与所述的PLC控制器进行数字通信，用于测量所述的长晶设备的内部真空度，测量范围大于100Pa。

所述的1/2英寸电磁阀设置数字接口可与所述的PLC控制器进行数字通信。

所述的1/2英寸计量阀设置数字接口可与所述的PLC控制器进行数字通信。

所述的PLC控制器中集成了氩气填充控制程序。所述的氩气填充控制程序设置一下步骤：

步骤一、当前真空值P0由真空计传送给PLC。

步骤二、调用设定氩气填充压力P1

步骤三、如果P0≤P1，电磁阀打开，测量真空值P2直至P2>P1,关闭电磁阀，P0值由P2值替代返回步骤二。

附图说明

图1为自动氩气充填装置的原理框图；

图2为氩气填充控制程序的流程图。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明作进一步展开说明，但需要指出的是，本发明所要求保护的结构并不限于实施例及说明书附图中的具体结构。对于本领域普通技术人员可以推知的其他结构形式，亦属于本发明所要求保护的范围之内。

一种泡生法蓝宝石长晶设备的自动氩气充填装置，所述的长晶设置1上设置连接管2，所述的连接管2上设置1/2英寸电磁阀6和真空计7，所述的1/2英寸电磁阀6连接1/2英寸计量阀5，所述的1/2英寸计量阀5通过软管8连接1/2英寸球阀4，所述的1/2英寸球阀4连接氩气瓶3，还包括进行集中控制的PLC控制器，所述的1/2英寸电磁阀6、1/2英寸计量阀5和真空计7与PLC控制器通过信号线连接和通信。

所述的1/2英寸球阀4以手动的方式控制所述的氩气瓶3是否对外提供氩气。

所述的真空计7负责测量所述的长晶设备1内部的真空度,所述的真空计7具有数字接口可与所述的PLC控制器进行数字通信，用于测量所述的长晶设备1的内部真空度，测量范围大于100Pa。

所述的1/2英寸电磁阀6设置数字接口可与所述的PLC控制器进行数字通信,以电动的方式控制氩气的通断。