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一种导模法蓝宝石晶体生长设备的制作方法

时间:2022-02-10 阅读: 作者:专利查询

一种导模法蓝宝石晶体生长设备的制作方法

1.本实用新型涉及晶体生长设备技术领域,更具体的说是涉及一种导模法蓝宝石晶体生长设备。


背景技术:

2.蓝宝石俗称刚玉,具有优良的机械、光学、化学、电学特性,并且能够耐高温,抗辐射被广泛用于耐磨器件、光学窗口、衬底材料、导弹整流罩等领域。目前,蓝宝石生长的工艺中,导模法、泡生法和水平定向凝固法为常用的制造方法。
3.现有公告号为cn203923452u的中国专利公开了一种导模法棒状蓝宝石晶体的生长设备,它包括用于晶体生长的热场及抽真空装置,该热场设置有模具、坩埚、加热器;模具的中央具有毛细缝,该模具放置在所述坩埚中,该坩埚的下方具有一支撑该坩埚的坩埚架,坩埚通过坩埚架放置在所述热场的底部;加热器由置于热场外的高频感应线圈及置于热场内坩埚周围的发热管组成,通过高频感应线圈感应加热使发热管发热;热场由保温桶、上保温盖及下保温盖组成,上保温盖中心设置有籽晶杆;保温桶周围还具有若干气体导流通道,气体导流通道的出气口正对模具的上端面处,气体导流通道的进气口与输气软管相连,该输气软管上配备有流量调节阀。
4.上述生长设备在晶体生长时,经过晶体熔液通过毛细缝进入到模具中进行成模,由于晶体熔液温度高,模具的温度低,会造成在模具中成模时,晶体中容易出现气泡,即使有保温桶的保温,仍然不能够解决晶体熔液温度高于模具的温度,使得晶体内存在气泡,降低了晶体生长的质量。


技术实现要素:

5.针对现有技术存在的不足,本实用新型的目的在于提供一种导模法蓝宝石晶体生长设备,具有在晶体成模生长时,晶体中不易出现气泡,实现提高晶体上长质量的效果。
6.为实现上述目的,本实用新型提供了如下技术方案:
7.一种导模法蓝宝石晶体生长设备,包括生长炉,所述生长炉内设置有生长室,所述生长室内放置有用于盛放晶体熔液的坩埚,所述坩埚内设置有用于成模的成型模,所述成型模内设置有毛细管,所述成型模包括模座和与模座连接的模体,所述模座内设置有对毛细管加热的第一加热组件,所述模体内设置有用于加热模体的第二加热组件。
8.作为本实用新型的进一步改进,所述模座包括底座、引导体和支撑体,所述引导体中开设有供毛细管穿设的管孔,所述支撑体与底座同轴连接,所述引导体中开设有供支撑体插设的支撑槽,所述底座与引导体之间以及引导体与支撑体之间均通过连接件连接,所述底座和引导体上均开设有卡设毛细管的第一弧形槽。
9.作为本实用新型的进一步改进,所述第一加热组件包括加热盘管和加热器,所述加热盘管饶设在毛细管上,所述支撑体上开设有安置槽,所述加热器放置于安置槽内,所述加热盘管与加热器电连接。
10.作为本实用新型的进一步改进,所述模体包括外模和与外模连接的内模,所述外模内壁和内膜外壁开设有用于卡设毛细管的第二弧形槽。
11.作为本实用新型的进一步改进,所述第二加热组件包括加热环板和加热丝,所述外模上开设有环槽,所述加热环板外缘卡设于环槽内,所述加热环板上开设有供毛细管穿设的通孔,所述加热环板上沿加热环板圆周向开设有若干饶设孔,所述加热丝通过绕设孔饶设在加热环板上,所述加热丝上还连接有耦接器,所述引导体上设置有与加热器电连接的耦接座,所述耦接器与耦接座耦接。
12.作为本实用新型的进一步改进,位于所述第一弧形槽内的毛细管外套设有密封件,所述密封件包括耐热件和与耐热件一侧连接的密封环,所述底座与引导体连接时固定所述耐热件,所述密封件与毛细管外壁以及第一弧形槽槽壁之间形成密封。
13.作为本实用新型的进一步改进,所述坩埚内还设置有搅拌组件,所述搅拌组件包括搅拌盘、主动齿轮和搅拌电机,所述坩埚底壁开设有用于搅拌盘安装的搅拌槽和与搅拌槽连通的齿槽,所述搅拌盘外壁设置有啮合齿,所述搅拌电机与坩埚底壁连接,所述主动齿轮位于齿槽内,所述搅拌电机的输出轴伸入齿槽内并与主动齿轮同轴连接,所述主动齿轮与搅拌盘外壁啮合齿啮合。
14.作为本实用新型的进一步改进,所述搅拌盘背离搅拌槽的一侧设置有多个搅拌凸起,所述搅拌凸起沿搅拌盘圆周阵列设置。
15.本实用新型的有益效果:通过在成型模中设置对毛细管进行加热的第一加热组件,在模体内设置用于加热模体的第二加热组件,使得晶体在生长时,晶体熔液不易出现因温差造成内部出现气泡的现象,实现提高在晶体上长时的质量。
附图说明
16.图1为体现整体结构的剖视示意图;
17.图2为体现设置于坩埚内的成型模结构剖视示意图;
18.图3为图2中的a部局部放大图;
19.图4为体现模座的爆炸图;
20.图5为体现模体的爆炸图。
21.附图标记:1、生长炉;11、生长室;2、坩埚;21、搅拌槽;22、齿槽;3、成型模;31、毛细管;4、模座;41、底座;42、引导体;43、支撑体;44、管孔;45、第一弧形槽;46、安置槽;5、模体;51、外模;52、内膜;53、第二弧形槽;54、环槽;6、第一加热组件;61、加热盘管;62、加热器;7、第二加热组件;71、加热环板;72、加热丝;73、饶设孔;74、通孔;8、密封件;81、耐热件;82、密封环;9、搅拌组件;91、搅拌盘;92、主动齿轮;93、搅拌电机;94、啮合齿;95、搅拌凸起。
具体实施方式
22.下面结合附图和实施例,对本实用新型进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是,下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向,词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
23.参考图1至图5所示,为本实用新型一种导模法蓝宝石晶体生长设备的具体实施方
式,包括生长炉1,生长炉1内设置有生长室11,生长室11内设置有用于盛放晶体熔液的坩埚2,晶体的生长原理为现有技术,在此不做赘述,坩埚2内设置有用于晶体成模的成型模3,成型模3内设置有对晶体熔液进行导流的毛细管31,成型模3包括模座4和与模座4连接的模体5,模体5的形状可以根据晶体成型的需求进行更换,模座4内设置有对毛细管31进行加热的第一加热组件6,模体5内设置有用于加热模体5的第二加热组件7,在第一加热组件6和第二加热组件7的作用下,使晶体熔液在成模时不易出现因温度差造成内部出现气泡的现象,坩埚2内还设置有用于对晶体熔液进行搅拌的搅拌组件9,在搅拌组件9的作用下使晶体熔液在坩埚2内不易出现晶体熔液分层,从而使晶体熔液温度均匀。
24.参考图2至图4,模座4包括底座41、引导体42和支撑体43,引导体42中开设有供毛细管31穿设的管孔44,支撑体43与底座41同轴连接,引导体42中开设有供支撑体43插设的支撑槽,底座41与引导体42之间以及引导体42与支撑体43之间均通过连接件连接,连接件选用为螺杆,底座41和支撑体43上均开设有卡设毛细管31的第一弧形槽45,使得毛细管31能够方便于模座4进行固定,并且能够方便对整体模座4进行拆装;位于第一弧形槽45内的毛细管31外套设有密封件8,密封件8包括耐热件81和与耐热件81一侧连接的密封环82,底座41与引导体42连接时固定耐热件81,耐热件81选用为陶瓷材料制成,密封件8与毛细管31外壁以及第一弧形槽45槽壁之间形成密封,使得坩埚2内的晶体熔液不易进入到模座4内形成残留。
25.参考图2至图5,第一加热组件6包括加热盘管61和加热器62,加热盘管61饶设在毛细管31上,支撑体43上开设有安置槽46,加热器62放置于安置槽46内,加热盘管61与加热器62电连接,生长炉1上设置有控制终端,加热器62与控制终端通信连接,在控制终端的作用下控制加热器62的开启或关闭,并且能够控制加热器62进行调节加热温度,使得在加热器62的作用下控制加热盘管61对毛细管31进行加热;模体5包括外模51和与外模51连接的内模,外模51内壁和内膜52外壁开设有用于卡设毛细管31的第二弧形槽53,第二加热组件7包括加热环板71和加热丝72,外模51上开设有环槽54,加热环板71外缘卡设于环槽54内,加热环板71上开设有供毛细管31穿设的通孔74,加热环板71上沿加热环板71圆周向开设有若干饶设孔73,加热丝72通过绕设孔饶设在加热环板71上,加热丝72上还连接有耦接器,引导体42上设置有与加热器62电连接的耦接座,耦接器与耦接座耦接,使得加热器62在控制加热盘管61的同时能够控制加热丝72进行加热,实现对毛细管31和模体5的加热。
26.参考图2,搅拌组件9包括搅拌盘91、主动齿轮92和搅拌电机93,坩埚2底壁开设有用于搅拌盘91安装的搅拌槽21和与搅拌槽21连通的齿槽22,坩埚2内还设置有用于封盖搅拌槽21和齿槽22的盖板,搅拌盘91外壁设置有啮合齿94,搅拌盘91背离搅拌槽21的一侧设置有多个搅拌凸起95,搅拌凸起95沿搅拌盘91圆周阵列设置,本实施例中搅拌凸起95设置有三个,搅拌电机93与坩埚2底壁连接,主动齿轮92位于齿槽22内,搅拌电机93的输出轴伸入齿槽22内并与主动齿轮92同轴连接,主动齿轮92与搅拌盘91外壁啮合齿94啮合,搅拌电机93与控制终端通信连接,控制终端用于控制搅拌电机93的启动和关闭,在搅拌电机93带动主动齿轮92转动下,带动搅拌盘91转动,从而对坩埚2内的晶体熔液进行搅拌,使得坩埚2内的晶体熔液温度均匀,不易在坩埚2内出现晶体熔液的分层。
27.工作原理及其效果:
28.在将毛细管31内与模座4连接时,将加热盘管61饶设在毛细管31上,并将加热盘管
61与加热器62连接,以及将密封件8套设在毛细管31上,通过将毛细管31远离套设密封件8的一端穿设在引导体42的管孔44内,将与底座41连接的支撑体43插设至支撑槽内,并使得底座41上的第一弧形槽45与引导体42上的第一弧形槽45对应,形成对毛细管31和密封件8的定位固定,使用连接件将底座41与引导体42、引导体42与支撑体43进行连接固定,将设置有第二加热组件7的模体5与引导体42耦接,使得第一加热组件6和第二加热组件7能够分别对毛细管31和模体5进行加热,减小在晶体成模时出现气泡的可能,在搅拌组件9的作用下对晶体熔液进行搅拌,使坩埚2内的晶体熔液均匀;本实用新型实现了在晶体成模生长时,晶体中不易出现气泡,实现提高晶体上长质量的效果。
29.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。