[发明专利]可容纳多个水热釜的水热法晶体生长炉

说明书

技术领域

本发明涉及一种可容纳多个水热釜的新型水热法晶体生长炉的研制，属于水热法生长晶体相关技术设备领域。

背景技术

水热法生长晶体是指：将矿化剂溶液倒入水热釜，水热釜中的带孔挡板将水热釜内衬隔成两个区域，下区域称为溶解区，放置水热生长培养料，上区域称为生长区，放置籽晶，通过控温技术，使得溶解区处于高温状态，而生长区处于低温状态，这样溶解区的饱和溶液通过挡板上的小孔输运到生长区，由于温度降低，饱和溶液变为过饱和溶液，过饱和的部分将析出在籽晶上，使得籽晶不断长大。

目前传统的水热晶体生长炉存在两大缺陷，其一是炉膛管只能放置一个水热釜，因此存在生长效率较低和能耗较大的问题，其二是上加热区和下加热区存在温度干涉问题，常常导致上下加热区控温精度的下降。因此，如果开发出一种可放置多个水热釜的晶体生长炉，

将在节能环保的同时大幅度提高生长效率。但开发这种设备存在的难题在于：如何才能保证所有的水热釜的控温准确性？如何才能防止上加热区和下加热区之间的温度干涉？

为了提高水热釜的控温准确性，本发明拟采用热导性非常好的石墨材料来做炉膛管，为了防止或减少上下加热区的温度干涉，本发明拟在上加热炉丝和下加热炉丝之间水平安放一块环形的隔温板，隔温板材料采用热导性很差的保温材料。

发明内容

本发明提供了一种可容纳多个水热釜的新型水热法晶体生长炉，其特点在于单个晶体生长炉内可以容纳多个水热釜，并使用隔温板来防止水热设备中上下加热区的温度干涉，结构简单，控温准确，节能环保。本发明采用如下技术方案：包括：石墨炉膛，隔温板，加热电炉丝，控温装置，顶部保温盖，保温填料和壳体。其特征在于：使用热导系数很高的石墨做炉膛管，这种炉膛管可以容纳多个水热釜，炉膛管外围有加热器以及测温控温系统，加热器使用电炉丝、硅碳棒或者硅钼棒材料。保温填料填充在保温板和炉膛管之间，保温填料为膨胀珍珠岩。保温板紧挨在炉壳内壁，隔温板放置于上下加热区之间，保温板和隔温板都采用硅酸铝，硅酸钙，氧化镁，氧化铍，氧化锆，碳化硅中的一种或者任意几种。壳体由3mm后的钢板制成。测温和控温系统采用热电偶和控温仪组合。

可容纳多个水热釜的新型水热法晶体生长炉使用步骤包括：

1.将多个水热釜放置于石墨炉膛管内，盖上顶部保温盖。

2.将上控温和下控温热电偶插入石墨炉膛管内。

3.设置控温程序，经过6小时的升温，上加热区和下加热区到达保温温度，下加热区的温度高于上加热区。

4.经过了一定的保温时间，设置降温程序，让炉体冷却到室温。

5.打开顶部保温盖，吊出水热釜。

附图说明

附图1为可容纳多个水热釜的新型水热法晶体生长炉主视图。其中1为壳体，2为上加热炉丝，3为保温板，4为上加热区热电偶，5为水热釜，6为下加热炉丝，7为下加热区热电偶，8为石墨炉膛管。

附图2为可容纳多个水热釜的新型水热法晶体生长炉俯视图。其中1为壳体，2为保温板，3为石墨炉膛管，4为水热釜，5为保温填料，6为隔热板。

具体实施方式

实例1：

1.将1mol/L的氢氧化锂水热矿化剂，氧化锌培养料和氧化锌籽晶放入水热釜内。

2.将多个密封好的水热釜放置于石墨炉膛管孔洞内，盖上顶部保温盖。

3.将上控温和下控温热电偶插入石墨炉膛管内进行测温。

4.设置控温程序，经过6小时的升温，上加热区和下加热区分别到达400摄氏度和450摄氏度的保温温度。

5.经过了14天的保温生长时间，设置降温程序，让炉体和高压釜冷却到室温。

6.打开顶部保温盖，吊出多个水热釜。

7.打开水热釜，可以获取生长层厚度为2mm后的氧化锌单晶。

实例2：

1.将3mol/L的氢氧化钠矿化剂，石英培养料和水晶籽晶放入水热釜内。

2.将多个密封好的水热釜放置于石墨炉膛管孔洞内，盖上顶部保温盖。

3.将上控温和下控温热电偶插入石墨炉膛管内进行测温。

4.设置控温程序，经过12小时的升温，上加热区和下加热区分别到达400摄氏度和440摄氏度的保温温度。

5.经过了30天的保温生长时间，设置降温程序，让炉体和高压釜冷却到室温。

6.打开顶部保温盖，吊出多个水热釜。

7.打开水热釜，可以获取生长层厚度为2cm后的水晶单晶。

应该指出以上所述的实施实例只是用2个例子来说明本发明，它不应是对本发明的限制，同时熟悉该技术的都知道，对本发明可以进行在文中没有描述的各种改进，而这些改进都不会偏离本专利的精神和范围。