[发明专利]一种复合式侧保温屏

说明书

本申请提供的一种复合式侧保温屏，涉及泡生法蓝宝石单晶生长装置技术领域。包括由氧化锆砂砖组成的内筒、由氧化锆纤维砖或钼屏组件组成的中间保温层、由氧化铝空心球砖组成的外筒，三部分共同形成具有保温、隔热效果的复合式侧保温屏。氧化锆砂砖保温性能好，机械性能好，不易变形，使用周期长，成本低，便于安装；氧化锆纤维砖或钼屏可降低热场体系中的温度，保护外层氧化铝空心球砖；氧化铝空心球砖价格便宜，保温性能好；侧保温屏局部位置损坏时，可局部替换，不必整体替换，节约维修成本。通过本申请提供的复合式侧保温屏，能保证热场稳定性，降低蓝宝石长晶成本，节约能耗，延长单晶炉使用寿命，方便安装，具有一定的社会效益。

技术领域

本申请涉及泡生法蓝宝石单晶生长装置技术领域，尤其涉及一种复合式侧保温屏。

背景技术

蓝宝石(α-Al₂O₃)是最早被人工合成的高熔点晶体材料之一，也是最早被工业化生产的晶体材料之一。蓝宝石具有熔点高(2045℃)、导热好、硬度高、强度高、电绝缘性好、耐强酸强碱腐蚀、透光波段宽等特点，被广泛用于手机屏幕、镜面等民用设备，并被应用于导弹整流罩、直升机轴等军工企业。蓝宝石晶体生长有多种方法，目前商家普遍采用的方法为泡生法。

蓝宝石晶体采用泡生法生长，泡生法用装置为真空系统、籽晶杆、坩埚、热场系统等部分组成的一个较为密闭的几何腔体，为蓝宝石提供在2000℃以上的最佳长晶环境。热场系统是影响蓝宝石晶体生长的重要因素，现有热场系统中的侧保温屏结构如附图1所示，最内侧为钨桶，厚度为6～10mm，或者钨板桶，采用3mm厚的4片钨板铆接组成；外层为5～6组钼屏集合组立，每组有4～5层钼屏构成，共有20～25层钼屏。侧保温屏作为形成热场系统轴向和底部径向梯度的基础组成部件，同时也是承担节能降耗的最基础部件，随着晶体重量逐步增大，目前已达到150kg以上，若仅按照质量比例将原侧保温屏直接放大，并不能满足晶体生长环境所需的更高要求，主要表现在以下几个方面：

(1)侧保温屏直接放大尺寸，钨桶直径增加，加工难度急剧升高，从而导致长晶成本的急剧增加；(2)钨桶直径增大，易产生变形，导致热场稳定性变差；(3)钨桶直径增大，导热性增强，长晶能耗增加，经济型变差；(4)钨桶直径增大，侧保温屏重量急剧增加，增大吊装难度；(5)侧保温屏直接放大尺寸，钨板、钼屏的薄板材料消耗增大，侧保温屏成本提高。基于此，有必要开发一种能同时满足蓝宝石长晶要求、经济性好、成本低、方便安装的蓝宝石长晶用的侧保温屏。

发明内容

本申请提供了一种复合式侧保温屏，以解决蓝宝石晶体生长重量较大时，现有泡生法用装置热场稳定性差、经济性差、成本增大、拆装不易的问题。

一种复合式侧保温屏，包括：所述侧保温屏为圆环筒体结构，从内到外依次为内筒、中间保温层、外筒，所述中间保温层的内、外壁分别与所述内筒的外壁和所述外筒的内壁紧密贴合；

所述内筒由多层内圆环体组成，每层所述内圆环体为多块氧化锆砂砖拼接组成的一个完整圆环；所述外筒由多层外圆环体组成，每层所述外圆环体为多块氧化铝空心球砖拼接组成的一个完整圆环；

所述中间保温层由多层中圆环体组成，每层所述中圆环体由多块氧化锆纤维砖拼接组成；或者，所述中间保温层由多组钼屏组成，所述钼屏为筒体结构，从内到外依次排列；

所述氧化锆砂砖、氧化锆纤维砖、氧化铝空心球砖均为扇形结构。

可选的，每块所述氧化锆砂砖、氧化锆纤维砖、氧化铝空心球砖上均设有卡接部，分布在三个侧壁或四个侧壁上，其中，所述卡接部包括相匹配的卡接凹槽、卡接凸起；每个所述侧壁上设有所述卡接凹槽、卡接凸起中的任意一种，每种的数量至少为一个。

可选的，所述中间保温层为5～10组钼屏组件，每相邻两层所述钼屏组件通过U型钼片间隔，相邻两层所述钼屏间隙为3～5mm。