[实用新型]一种磷锗锌多晶加压合成装置

权利要求书

1.一种磷锗锌多晶加压合成装置，其特征在于：包括主体炉体（1）与安瓿（2），所述主体炉体（1）包括内部炉体（1-1）、外层加热装置（1-2）、气压控制装置（1-3）、冷却装置（1-4）、密封法兰Ⅰ（1-51）和密封法兰Ⅱ（1-52）；所述内部炉体（1-1）是耐压金属管状结构，呈水平放置，可承受的压力不低于100atm，密封法兰Ⅰ（1-51）和密封法兰Ⅱ（1-52）分别设置在内部炉体（1-1）的两端，所述气压控制装置（1-3）有两套，分别是气压控制装置Ⅰ(1-31)和气压控制装置Ⅱ（1-32），所述内部炉体（1-1）的一端通过密封法兰Ⅰ（1-51）与所述气压控制装置Ⅰ(1-31)连接，另一端通过密封法兰Ⅱ（1-52）与气压控制装置Ⅱ（1-32）连接；所述安瓿（2）以限制隔片（2-11）为支撑放置在内部炉体（1-1）内；所述内部炉体（1-1）内沿轴向分成九个温区，从连接气压控制装置Ⅰ(1-31)的一端排起，依次是：保护温区Ⅰ（1-17）、反应副温区Ⅰ（1-12）、反应主温区（1-11）、反应副温区Ⅱ（1-13）、过渡温区（1-19）、合成副温区Ⅰ（1-15）、合成主温区（1-14）、合成副温区Ⅱ（1-16）、保护温区Ⅱ（1-18），反应副温区Ⅰ（1-12）、反应主温区（1-11）、反应副温区Ⅱ（1-13）综合一起组成反应温区，合成副温区Ⅰ（1-15）、合成主温区（1-14）、合成副温区Ⅱ（1-16）综合一起组成合成温区；

所述外层加热装置（1-2）包括八个外层加热装置和一个保温装置，分别环绕包裹在内部炉体（1-1）的外围，与内部炉体（1-1）的九个温区对应设置，依次为保护温区Ⅰ外层加热装置（1-27）、反应副温区Ⅰ外层加热装置Ⅰ（1-22）、反应主温区外层加热装置（1-21）、反应副温区Ⅱ外层加热装置（1-23）、过渡温区保温装置（1-29）、合成副温区Ⅰ外层加热装置（1-25）、合成主温区外层加热装置（1-24）、合成副温区Ⅱ外层加热装置（1-26）、保护温区Ⅱ外层加热装置（1-28）；

所述冷却装置（1-4）有三套，分别是保护温区Ⅰ冷却装置（1-47）、保护温区Ⅱ冷却装置（1-48）、过渡温区冷却装置（1-49），所述过渡温区冷却装置（1-49）贴合内部炉体（1-1）设置在过渡温区保温装置（1-29）的内部，与外层加热装置（1-2）、气压控制装置（1-3）联动控制；所述保护温区Ⅰ冷却装置（1-47）和保护温区Ⅱ冷却装置（1-48）分别设置在保护温区Ⅰ（1-17）和保护温区Ⅱ（1-18）的外侧，同步控制；

所述安瓿（2）包括保护容器（2-1）、合成容器（2-2）、反应坩埚（2-31）与合成坩埚（2-32），所述反应坩埚（2-31）和合成坩埚（2-32）分别放置在所述合成容器（2-2）内的两端，带有两个坩埚的合成容器（2-2）放置在所述的保护容器（2-1）内；保护容器（2-1）是外形为两端开口的圆筒，圆筒两端下侧开有数个卡槽（2-10），根据合成容器（2-2）的大小在保护容器（2-1）的两端分别将限制隔片（2-11）插入所述卡槽（2-10）；合成容器（2-2）是一端开口的圆筒；

所述气压控制装置（1-3）使用化学反应惰性的气体作为附加控制气体，使用高纯氮气；气体从气压控制装置Ⅰ（1-31）流入内，依次经过保护温区Ⅰ（1-17）、反应副温区Ⅰ（1-12）、反应主温区（1-11）、反应副温区Ⅱ（1-13）、过渡温区（1-19）、合成副温区Ⅰ（1-15）、合成主温区（1-14）、合成副温区Ⅱ（1-16），从保护温区Ⅱ（1-18）流出进入气压控制装置Ⅱ（1-32）。

2.如权利要求1所述的一种磷锗锌多晶加压合成装置，其特征在于：所述外层加热装置（1-2）包括加热电阻丝（1-201）、隔热材料（1-202）、热电偶（1-203）；所述加热电阻丝（1-201）环绕整个内部炉体（1-1）外围设置；所述隔热材料（1-202）紧密包裹所述加热电阻丝（1-201）；对应于每个温区的外层加热装置（1-2），均在内部炉体（1-1）顶端位置对应设置一根热电偶（1-203），探头延伸至内部炉体（1-1）内的相应温区；至少有三套外层加热装置控制反应温区、三套外层加热装置控制合成温区、两套外层加热装置控制保护温区；过渡温区保温装置（1-29）完全由隔热材料（1-202）构成，形状为凹形，两端直径与两侧温区一致，中央部分直径是两端部分直径的2/3至1/3。

3.如权利要求1所述的一种磷锗锌多晶加压合成装置，其特征在于：所述安瓿（2）的保护容器（2-1）的材质使用石英或氧化镁或氧化铝，所述合成容器（2-2）材质为石英，所述反应坩埚（2-31）和合成坩埚（2-32）材质为石墨或氮化硼；所述限制隔片（2-11）形状为抹角矩形，材质为石英。