[实用新型]一种晶体生长用温度梯度调节装置

说明书

本申请提供了一种晶体生长用温度梯度调节装置，包括旋转接头、连接座和套设有籽晶杆外壳的籽晶杆，通过将水管道和气管道同时设置在籽晶杆的设备上，提供了一种用于晶体生长的可以同时实现水冷气冷温度梯度调节的装置技术，通过控制气体和液体的流量与压力，带走籽晶杆上的热量，使得晶体沿籽晶晶向缓慢生长，在生长过程中，还可以通过改变热场温度，籽晶杆的旋转速度和拉升速度等参数控制晶体的生长速度。本申请提供的晶体生长用温度梯度调节装置，解决了现有技术中单独水冷的籽晶轴结构热场温度难以控制，一旦设计定型，温度梯度不能调整的问题，为晶体生长技术领域提供了技术支持。

技术领域

本申请涉及晶体生长技术领域，尤其涉及一种晶体生长用温度梯度调节装置。

背景技术

蓝宝石，俗称刚玉，是一种单晶形态的氧化铝，其化学性能非常稳定，通常不受酸碱腐蚀，尤以机械性能和热学性能突出，具有强度高、硬度大、耐冲刷的优良力学性能，可在接近2000℃高温的恶劣条件下工作。经过多年实践检验，现如今蓝宝石已成为世界各国红外军事、高强度激光的窗口首选材料，被广泛的应用于科学技术、国防与民用工业等领域。目前国际上主流的蓝宝石晶体生长工艺是泡生法、提拉法、导模法以及热交换法，而泡生法工艺生长的蓝宝石晶体约占目前市场的70％，此种方法生长的晶体缺陷少、位错密度低。

泡生法蓝宝石单晶生长工艺，是通过加热器提供合适的温度，且生长前将籽晶牢牢固定于籽晶杆上，籽晶杆与热交换器中的工作流体直接接触，从而通过晶体、籽晶与热交换器之间形成一个热交换系统。

现有单独水冷的籽晶轴结构，对热场分布要求很高，需要构建坩埚底部温度高上部温度低，坩埚外部温度高中心温度低的合适温度梯度场，在生长蓝宝石等晶体，尤其是在超过260kg 的特大超高晶体时，由于晶体体积大，坩埚高度基本充满了发热体的有效发热区域，导致构建上述热场困难很大，一旦设计定型，温度梯度也就定型了，不利于温度的调整，导致下籽晶时，比较难以控制，完全依靠工艺人员的经验水平。

实用新型内容

本申请提供了一种晶体生长用温度梯度调节装置，以解决现有技术中单独水冷的籽晶轴结构热场温度难以控制，一旦设计定型，温度梯度不能调整的问题，为晶体生长技术领域提供了技术支持。

本申请解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种晶体生长用温度梯度调节装置，包括旋转接头、连接座和套设有籽晶杆外壳的籽晶杆，所述连接座的一端与所述籽晶杆外壳上的第一法兰螺栓连接，另一端通过第二法兰与所述旋转接头连接；

所述籽晶杆外壳上设置有第一进水孔，所述籽晶杆外壳内装有隔水套，所述隔水套设置在所述籽晶杆的外围，且所述籽晶杆贯穿所述隔水套和所述籽晶杆外壳，所述籽晶杆的内部插入钼管，所述隔水套上设置有第一出水孔，所述钼管上设置有第一进气孔，所述籽晶杆上设置有第一出气孔；

所述装置还包括设置有第二进气孔、第二进水孔、第二出气孔和第二出水孔的冷却盘管，所述第二进气孔和第二进水孔设置在冷却盘管的同一侧，所述第二出气孔和第二出水孔设置在冷却盘管的另一侧，所述冷却盘管嵌套在所述连接座上；

所述装置还包括第一气路管、第二气路管、第三气路管、第一水路管、第二水路管、第三水路管和第四水路管，所述第一气路管一端连接在所述旋转接头上，另一端与所述第一进气孔连接，所述第二气路管一端连接在所述第一出气孔上，另一端连接在所述第二进气孔上，所述第三气路管一端连接在所述第二出气孔上，另一端连接在所述旋转接头上，所述第一水路管一端连接在所述旋转接头上，另一端连接在所述第一进水孔上，所述第二水路管一端连接在所述第一出水孔上，另一端连接在所述旋转接头上，所述第三水路管一端连接在所述旋转接头上，另一端连接在第二进水孔上，所述第四水路管一端连接在所述第二出水孔上，另一端连接在所述旋转接头上。

可选的，旋转接头为六通路液压旋转接头，所述六通路液压旋转接头上设置有若干宝塔接头以及若干双卡套螺纹直通接头。