[发明专利]一种用以生长成型单晶氧化铝瓷的导模结构

说明书

(一)技术领域

本发明涉及用以生长成型单晶氧化铝陶瓷技术领域，具体为一种用以生长成型单晶氧化铝瓷的导模结构。

(二)背景技术

国内外生产成型单晶氧化铝瓷通常采用高频感应加热或石墨电阻加热，其坩埚通常为圆柱体形。而圆柱体形坩埚的外周与坩埚的中心温差较大且温度场不稳定，单晶氧化铝瓷结晶时容易形成大晶粒非单晶结构或者镶嵌结构，晶体的内应力大、合格率低、成本高，而圆形坩埚内部的温度不均匀，只能尽可能沿距离圆心等距离的圆周上布置结晶器，因此可布置的结晶器数量有限，难以进入工业化的大批量生产。

(三)发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种用以生长成型单晶氧化铝瓷的坩埚导模结构，其内部的温差较小、结晶台面温度较均匀，单晶氧化铝瓷结晶时成品率高、热应力小、质量稳定、可以实现多模化技术即一个坩埚多个结晶器，成本得到大幅度降低，可以实现大规模的产业化生产。

其技术方案是这样的：其包括坩埚，所述坩埚通过托柄安装于加热器内，所述加热器安装于电极板，所述加热器外设置有保温屏，所述坩埚内设置有结晶器，所述结晶器结晶台面的上方设置有籽晶，所述籽晶通过连接结构与籽晶轴接套连接，其特征在于：所述的坩埚为长方体形或两端部为圆弧形状的长方条形，所述的结晶器沿坩埚的长度方向的中心线依次布置，所述加热器为长方体形或两端部为圆弧形状的长方条形。

其进一步特征在于：所述结晶器分别包括模芯、模套，所述模芯、模套分别安装于结晶器底板；所述结晶器包括扁平箱体型的模套，所述模套安装于结晶器底板，所述模套沿长度方向一侧的内壁设置有加强筋，所述加强筋与对侧相平行的内壁接触；所述保温屏由石墨板拼装连接而成，构成所述保温屏内层的石墨板为涂钨处理的石墨板；构成所述保温屏的内层也可以为钼板，在所述钼板的外部覆盖有石墨板；所述结晶器底板与所述坩埚的侧壁用钼棒定位连接；固定板套装于所述的模套外部并与所述坩埚的内表面连接；固定板套装于所述扁平箱体型的模套的外部并与所述坩埚的内表面连接。

本发明采用上述结构之后，由于加热器、坩埚为长方体形或两端部为圆弧形状的长方条形，而长方体形或两端部为圆弧形状的长方条形中心轴两侧等距离处温度相等，这样在加热器、坩埚提供的双重均温条件下，结晶器结晶时成品率高，晶体内应力小，外形尺寸和内在质量稳定，成本可以得到大幅度的降低，可以实现工业化批量生产；而保温屏采用全石墨或石墨和钼拼装，温度场稳定且不易变形，进一步保证了较高的结晶成品率。

(四)附图说明

图1、图2为用以生长单晶氧化铝瓷管的本发明两种实施例主视图的剖视图；

图3为图1左视的局部视图；

图4为本发明中两端部为圆弧形状坩埚的俯视图；

图5、图6为用以生长单晶氧化铝瓷片的本发明两种实施例主视图的剖视图；

图7为用以生长单晶氧化铝瓷片的结晶器的俯视放大图。

(五)具体实施方式

见图1、图2，本发明包括坩埚8，坩埚8通过托柄18安装于加热器13内，加热器13安装于电极板12，加热器13外设置有保温屏17，保温屏17由石墨板拼装连接而成，保温屏17内层的石墨板为涂钨处理的石墨板；保温屏17其内壁还可以为钼板，钼板的外部覆盖有石墨板，这两种结构的保温屏均可以保证热场的稳定性和均匀性，坩埚8内设置的结晶器，根据不同的产品设置相应的结晶器，图2中为用以生长单晶氧化铝瓷管的结晶器，其数量可以根据坩埚的大小设置(图2中有5个，依次布置)，其沿坩埚8的长度方向的中心线布置，其结构包括模芯10、模套9，模芯10、模套9安装于结晶器的底板21；模芯10、模套9夹层的上方为结晶台面；图5、图6中所表达的是用以生长单晶氧化铝瓷片的结晶器，其结构包括扁平箱体型的模套，模套安装于结晶器底板21，模套沿长度方向一侧的内壁(图5、图7中为内壁25)设置有加强筋28，加强筋28与对侧相平行的内壁24接触，模套的上方为结晶台面；结晶台面的上方设置有籽晶5，籽晶5通过连接结构与籽晶轴接套1连接，该连接结构包括籽晶轴2，籽晶轴2与籽晶夹3连接，籽晶夹3与籽晶5用螺钉连接，坩埚8为长方体形或两端部为圆弧形状的长方条形(见图4)，坩埚8是由钼质的槽与钼质的板焊接连接而成，当然也可以用高温热压成型，只要为长方体形或长方条形即可。加热器13为长方体形或两端部为圆弧形状的长方条形(具体形状跟坩埚相似)。见图1，结晶器的底板21与坩埚8的侧壁用钼棒20定位连接；见图2固定板22套装于模套9外部并与坩埚8的内表面连接。上述为生长单晶氧化铝瓷管的导模结构的两种实施例；见图5，结晶器的底板21与坩埚8的侧壁用钼棒26定位连接；见图6固定板27套装于扁平箱体型的模套并与坩埚8的内表面连接，上述为生长单晶氧化铝瓷片的导模结构的两种实施例；4为观察孔、6为钨焊、7为坩埚盖、11为反射屏组、14为保护屏组、15坩埚托板、16为石墨支柱、19坩埚托柄、23为生长单晶氧化铝瓷管的结晶器。下面结合图1、图2描述生长单晶氧化铝瓷管的过程：坩埚内的单晶氧化铝瓷液体从结晶器的底板进入模芯10与模套9之间的夹层沿着夹层上行，从夹层的出口外溢，籽晶5牵引结晶的单晶氧化铝瓷管上行，而夹层出口不断的有溢出，连续结晶，从而生长成单晶氧化铝瓷管，生长单晶氧化铝瓷片的过程与上述过程相类似。