[实用新型]用于晶体高温高压合成反应器的热场装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种晶体高温高压合成反应器的热场装置，属于人工生长晶体材料技术领域。

背景技术

晶体材料以其特有的性质，为现代工业所广泛应用。尤其是一些单晶体，因其具有宝贵的物理性质，既成为应用于电子器件、半导体器件、固体激光器件以及光学仪器和仪表工业的重要材料，同时又在实验固体物理学研究中起重要作用。但天然的单晶矿物无论是在品种数量还是质量上都不能满足日益增长的需要，于是人工合成单晶技术的研发，促进了合成晶体工业的发展。在国内，工业性的晶体生长已经具有一定规模，人工晶体作为重要的功能材料，能实现光、电、声、磁、热等不同能量形式的交互工作和转换，对解决工业与科研所需的材料问题做出了重要贡献。

人工晶体的合成既是一门技术，也是一门科技。由于晶体需要从不同状态和不同条件下生成，加上应用对人工晶体的要求十分苛刻，因而造成了人工合成晶体方法和技术的多样性以及生长条件和设备的复杂性。由于晶体是在高温高压下于反应器内合成，而石墨坩埚在高温高压下易受热开裂，造成物料泄露，损坏设备；同时，常规直筒式加热器使得坩埚底部加热量少，底部物料不易融化，需整体加大功率，造成生产成本增加；整体式保温结构在开炉过程中易于损坏，且操作不便，单纯使用软性保温材料在生产过程中存在挥发问题，影响晶体品质，且污染环境。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于晶体高温高压合成反应器的热场装置，可以防止物料由坩埚裂纹处泄露后直接接触设备其他部分，对其他部分造成损坏，通过增强保温效果，降低加热功率，且保温结构便于拆卸，并保证晶体品质。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

用于晶体高温高压合成反应器的热场装置，包括石墨坩埚、加热器与保温结构，所述石墨坩埚为双层结构，内外双层石墨坩埚重叠放置，所述加热器上部为直筒结构，下部向中心部位弯折，所述保温结构可拆卸，外部采用硬保温材料，内部包裹软保温材料，所述加热器沿径向内径大于石墨坩埚的径向外径，所述加热器半包裹所述石墨坩埚，所述保温结构形成封闭空间，所述石墨坩埚、加热器置于封闭空间内部。

作为本实用新型的一种优选方式，所述石墨坩埚轴向截面为U形。

作为本实用新型的一种优选方式，所述石墨坩埚内层高于外层高度。

作为本实用新型的一种优选方式，所述石墨坩埚内坩埚顶部设有坩埚盖板。

作为本实用新型的一种优选方式，所述石墨坩埚盖板外侧边缘与外层坩埚平齐。

作为本实用新型的一种优选方式，所述加热器上部圆筒包围坩埚侧壁。

作为本实用新型的一种优选方式，所述加热器下部向坩埚底部中心方向弯折角度为5～60℃。

作为本实用新型的一种优选方式，所述保温结构分为上、中、下三个部分。每部分均采用硬保温材料包裹软保温材料的方式，即所述保温材料采用了两层硬保温材料之间包裹软保温材料的夹心结构。

作为本实用新型的一种优选方式，所述加热器为不间断U形结构。

本实用新型提供的用于晶体高温高压合成反应器的热场装置，下部弯折的加热器便于加热坩埚底部，提高了加热效率，降低了功率损失，并使坩埚受热均匀，晶体合成过程稳定。本实用新型明显改善加热效果，可以节约能量，降低坩埚受热不均产生的温差应力，延长坩埚使用寿命。本实用新型便于加工，易于推广。

本实用新型提供的用于晶体高温高压合成反应器的热场装置，使用双层石墨坩埚，避免了物料融化时坩埚受热开裂物料泄露的问题，内层坩埚破裂后仍可保证外层坩埚不被破坏，物料不会流向设备其他部位，防止损坏设备其他部位，保证晶体合成过程安全顺利进行。本实用新型结构简单，安全可靠。

本实用新型提供的用于晶体高温高压合成反应器的热场装置，外部硬保温材料保证了结构稳定性，内部填充软保温材料保证了保温性能，硬保温材料将软保温材料封闭在腔体内，防止了软保温材料的挥发，减少了晶体合成过程中可能出现的杂质。本实用新型保证了晶体的品质，提高了保温性能，同时可拆卸保温结构操作简便，节能环保。

附图说明

图1是本实用新型用于晶体高温高压合成反应器的热场装置的正视图。

图2是本实用新型用于晶体高温高压合成反应器的热场装置的加热器的三维示意图。