[实用新型]一种制备MgF2棒状晶体的多棒孔坩埚烧结装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及制备光学晶体材料的真空烧结装置领域，尤其涉及一种制备MgF₂棒状晶体的多棒孔坩埚烧结装置。

背景技术

目前广泛应用的电子枪镀膜需要形同电子枪坩埚尺寸的各种圆片形镀膜材料，其具有装取料方便和成形处理后的镀膜材料放气量小的优点。如经冷压、热压和压后真空烧结的圆片形TiO₂、ZrO₂和ZrO₂+ TiO₂, Al2O₃ + ZrO ₂,Al2O₃+MgO等单相和固相混合镀膜材料。

由于对MgF₂镀膜材料有镀膜不崩点，不飞溅的严格质量要求，按常规将高纯粉状MgF₂经冷﹑热压后真空烧结方法制备的圆片形MgF₂材料根本不能使用，唯一的解决途经是经真空融熔烧结出MgF₂晶体。然而由于受设备和成本等方面的限制，目前可使用的只有“颗粒状的MgF₂晶体材料”，但其镀膜崩点和飞溅问题尚没有彻底解决。

“圆片形MgF₂晶体镀膜材料”一直是广大镀膜工作者急盼使用的最佳MgF₂镀膜材料。从制造成本角度出发，它必须源于各种尺寸的MgF₂棒状晶体，然后经光学机械加工成形。

通常用于光学元件的光学晶体制备是采用下降式单晶炉真空烧结，其加热方式为坩埚外围采用圆柱﹑空心、薄壁的网状形石墨加热器加热。对于小口径晶体则采用棒孔坩埚烧结。这种晶体真空烧结炉由于受恒温区和下拉结构的限制，坩埚体积都不大，一般直径为300mm，高为350mm左右，烧结出的棒晶体数量和长度均有限，其重量充其量不超过20公斤。对MgF₂棒晶体而言，成品难度更大，周期长、耗电量多，造价昂贵，其产品价位超过5000元／Kg，作为镀膜材料真空镀膜领域根本无法接受。

当今广泛应用的“颗粒MgF₂晶体镀膜材料”是采用大型坩埚和坩埚内加热方式下真空烧结而成。由于受热温度不均衡和结晶条件欠佳，烧结出大块MgF₂晶体心部有较大的非结晶不透明状的芯料，颗粒MgF₂晶体就是弃去芯部，取其透明晶体粉碎筛选而成，显然，这种方法无法得到通体透明的成型MgF₂ 晶体镀膜材料。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种制备MgF₂棒状晶体的多棒孔坩埚烧结装置，克服现有制备技术的不足，用于大批量生产高品质的多晶MgF₂棒状晶体，为“圆片形MgF₂晶体镀膜材料”新产品提供优质、价廉的加工原材料，使之广泛用于电子枪镀MgF₂膜。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种制备MgF₂棒状晶体的多棒孔坩埚烧结装置，包括底盘、安装支架、晶体载体、内加热器、外加热器、内保温筒、外保温筒和钟罩，该晶体载体是一个有效直径和高度各为400～600mm的大型多棒孔石墨坩埚，晶体载体居中放置在安装支架上，晶体载体中心开有一个直径Φ80～120mm的芯孔，芯孔内设有内加热器，晶体载体上设有多个盲底圆柱孔，该盲底圆柱孔的直径与多种规格的电子枪坩埚直径相匹配，盲底圆柱孔直径为Φ22mm～Φ56mm；

晶体载体顶部设有加料斗，加料斗顶部设有内盖，晶体载体向外依次设有外加热器、热反射筒、内保温筒、外保温筒和衬筒，其中内保温筒和外保温筒顶部均有盖；内加热器底部通过内加热器电极托架和内加热器电极与底盘相连，外加热器通过外加热器电极座和外加热器电极与底盘相连，内加热器电极托架与底盘之间、外加热器电极座与底盘之间均设有陶瓷绝缘垫，内加热器电极和外加热器电极与底盘通孔之间设有聚四氟乙烯绝缘环。

所述内加热器和外加热器均为三高石墨加热器，其中内加热器为直立式空心、薄壁、圆柱形石墨加热器，其直径为Ф36～60mm、壁厚3～6mm、高度为400～600mm；

所述外加热器为Ф440～700mm圆柱、空心、薄壁的网状石墨加热器中的一种，也可以是由多个直立式空心、薄壁、圆柱形石墨加热器组成的环形加热器组。

所述内加热器与外加热器在进行真空烧结生产时对多棒孔石墨坩埚采用共同加热方式。