[实用新型]四槽循环流动晶体生长装置

说明书

本实用新型涉及一种生长大型晶体的装置，它属于晶体生长技术领域。

降温法是从溶液中生长晶体的传统方法，设备简单，但由于在晶体生长过程中不能补充原料，要生长出大尺寸晶体，使用容器大，溶液的温度和浓度不易控制均匀，而且由于生长周期长，降温过程中易出现自发成核，破坏正常的晶体生长。循环流动法可不断在生长过程中添加原料，用较小的生长设备生长出大尺寸的晶体。生长槽尺寸较小，易于控制均匀的温场和浓度场，晶体在恒温，恒过饱和浓度下生长，能大大提高晶体的均匀性，改善晶体的质量。循环流动法生长晶体，国内尚未报道，国外有三槽循环流动装置的研究（J.Crystal Growth.99（1990），820），但是一般三槽流动法中，溶液是直接从过热槽流入生长槽，在一定的流速下，过热槽温度不能过高，温度过低溶液过热不充分，有未溶解的原料进入生长槽，影响晶体生长。

本实用新型的目的是为了解决三槽循环流动晶体生长装置存在的上述缺点，而提出了一种新的设计方案。

本实用新型的主要内容：这种由生长槽1、溶解槽2、过热槽3组成的四槽循环流动晶体生长装置，其主要特征是在原来三槽循环流动晶体生长装置的基础上，增加了一个过热平衡槽4，它与过热槽3相连，在过热平衡槽4的外壁套有一个恒温水夹套5，过热平衡槽4接管道6a经阀门6与生长槽1相连同时在过热槽3的密封盖3a上装有连续过滤装置7和紫外照射装置8。四槽循环流动晶体生长装置的结构示意图如图1所示。

过热平衡槽4与过热槽3可以做成一体的，其结构形状同现有的过热槽3一样，也有温度计12，搅拌器13，调速电机14，精密温度控制仪15，结构如图1所示。过热平衡槽4与过热槽3之间用隔热材料做成的隔板9隔开，在隔板9的上端开有一孔10，过热槽3中溶液经孔10流入过热平衡槽4内，在过热平衡槽4的下端有一开口11，接管道6a，经阀门6生长槽1相连，流入过热平衡槽4内的溶液由管道6a经阀门6流入生长槽1内。增加过热平衡槽4，可使过热槽温度提高10℃以上，当进行过滤时不会堵塞管道，产生新的杂晶。

根据实际情况过热平衡槽4与过热槽3可以做成分体的，二者的结构形状相同，它们之间由管道相连。

在过热平衡槽4的一侧外壁4套有一个恒温水夹套5，结构如图1所示，恒温水从下口流入，从上口流出，它的作用就是对流入过热平衡槽4的溶液进行冷却降温，有利于充分溶解杂晶，提高溶液流动速度，提高生长速度。

过热槽3上的紫外照射装置8可以采用普通的紫外灯，其功率为500w。它经密封盖3a上的紫外灯插孔放入过热槽3内，为了防止产生危害，灯的发光部分全部浸入溶液，在隔板9的开孔10附近。它的作用就是杀灭溶液中的微生物。结构如图1所示。

过热槽3上的过滤装置7就是一个过滤器7和管道7a组成。管道7a的两端分别经密封盖3a的插孔放入过热槽3内，管道7a的入口靠近隔板9的开孔10，出口在过热槽3的底部。过滤器7的作用就是将流动系统与过滤系统分开，过滤溶液中杂质，提高流动系统的稳定性，过滤器7的孔径和型号根据不同介质和要求而定。

制造过热平衡槽4的材料可以是不锈钢也可以是聚四氟乙烯或聚丙烯等材料。

由于本实用新型增加了一个过热平衡槽4，因而构成了溶解槽2－过热槽3－过热平衡槽4－生长槽1－溶解槽2四槽循环流动系统，增加一个过热平衡槽，可使过热温度提高到10℃以上，在这种条件下，在过热槽3中进行过滤操作，就不会堵塞管道，产生新的杂晶。过热槽3中的溶液进入过热平衡槽4后，在过热平衡槽4中降低溶液温度，使流入生长槽1的溶液温度适当，保持流动稳定性，加快流动速度，保证晶体在恒定过饱和度下生长。本实用新型操作方便，在连续的晶体生长过程中可更换部件，滤去溶液中的不溶杂质，消除溶液中的微生物而不影响生长的晶体，对于生长大尺寸的晶体，如大口径的磷酸二氢铵，磷酸二氢钾等晶体，能在恒温恒过饱和度下生长，有利于提高晶体质量，加快晶体生长速度，用较小体积生长容器生长出大晶体。

图1是四槽循环流动晶体生长装置结构示意图，图中1为生长槽，2为溶解槽，3过热槽，4为过热平衡槽，5为恒温水夹套，6为阀门，6a为管道，7为过滤器，7a为管道，8为紫外灯，9为隔板，10隔板开口，11为过热平衡槽下端开口，12为温度计，13为搅拌器，14为调速电机，15为精密温度控制仪，16，28，38为加热器，17为晶体，18为籽晶体，19，26为精密温度控制仪，20，23，34均为调速电机，21，33，36为电机支架，22，32，37为液封，24为加料口，25，35为温度计，27为溶液输送泵，29为搅拌器，30为过滤器出口。

实施例1，图1即为本实用新型的最佳实施例，溶解槽2，过热槽3，过热平衡槽4均用聚丙烯材料制做，其容积分别为150升，200升，150升，生长槽1用有机玻璃制造，容积为500升。