[实用新型]一种简易的热偶保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种简易的热偶保护装置。 

背景技术

垂直梯度冷凝法（VGF）生长砷化镓（GaAs）单晶是目前最通用的一种方法。而冷壁VGF法则是其中最有效的生长大直径、高质量半绝缘GaAs单晶的一种生长方法。但是冷壁VGF法也有一些不足之处：冷的炉壁以及生长所用的各种原材料、辅料、坩埚、加热器、铂-铂铑热电偶等均处于炉体内同一空间。这样，被加热到熔点的 GaAs所挥发出来的砷直接与这些部件接触。石墨、氮化硼坩埚等不怕砷腐蚀，不锈钢炉壁因是用水冷却，处于低温，腐蚀也可忽略，但是处于高温下的铂铑热电偶因与砷接触而引起铂被缓慢腐蚀。因此缩短了铂铑热电偶的使用寿命，并影响测温的重复性，从而引起炉内热场分布的改变。但是砷化镓晶体的生长对热场分布的稳定性有很高的要求，这样就有可能影响GaAs单晶生长的成品率。 

实用新型内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种简易的热偶保护装置，以尽量隔绝铂铑热电偶与砷的接触，减慢与克服腐蚀现象。 

为实现上述目的，本实用新型一种简易的热偶保护装置，包括双孔瓷管、短瓷管和石墨套管，其中，短瓷管一端密封，热偶丝在炉内高温区的直线段设置于双孔瓷管内，双孔瓷管的设置于短瓷管内，短瓷管设置在石墨套管内，双孔瓷管、短瓷管和石墨套管整体形成保护结构来将热偶丝与砷蒸气相隔离。 

进一步，所述热偶丝为铂-铂铑热偶丝。 

进一步，所述短瓷管通过第一石墨螺钉固定在石墨套管内。 

进一步，所述石墨套管的后部设置有石墨连接件，该石墨连接件将所述短瓷管与热偶之间进行固定。 

进一步，所述石墨连接件与所述短瓷管之间通过第二石墨螺钉固定。 

进一步，所述石墨连接件与所述双孔瓷管之间通过第三石墨螺钉固定。 

进一步，所述铂-铂铑热偶丝在炉内低温区的弯曲段采用石英管分开并保护。 

进一步，所述石墨套管采用螺纹固定在石墨保温罩上。 

本实用新型中，由于铂-铂铑热偶丝在高温区完全由瓷管保护，与砷蒸气不接触，从而避免了腐蚀。 

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。 

具体实施方式

下面，参考附图，对本实用新型进行更全面的说明，附图中示出了本实用新型的示例性实施例。然而，本实用新型可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本实用新型全面和完整，并将本实用新型的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。 

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。 

如图1所示，本实用新型一种简易的热偶保护装置，包括石墨套管1、短瓷管2、双孔瓷管3、石墨连接件4、石英管5、第一石墨螺钉6、铂-铂铑热偶丝7、第二石墨螺钉8、第三石墨螺钉9，其中，短瓷管2一端密封，铂-铂铑热偶丝7在炉内直管的部份设置于双孔瓷管3内，双孔瓷管3的设置于短瓷管2内，短瓷管2设置在石墨套管1内，双孔瓷管3、短瓷管2和石墨套管1整体形成保护结构来将热偶丝与砷蒸气相隔离。 

石墨套管1为石墨保温罩的结构，石墨套管1采用螺纹固定在石墨保温罩上，短瓷管2通过第一石墨螺钉6固定在石墨套管1内。 

石墨套管1的后部设置有石墨连接件4，该石墨连接件4将短瓷管2与双孔瓷管3之间进行固定。石墨连接件4与所述短瓷管2之间通过第二石墨螺钉8固定，石墨连接件4与所述双孔瓷管3之间通过第三石墨螺钉9固定。 

铂-铂铑热偶丝7在双孔瓷管3内的部份通过短瓷管2进行隔离并保护，石墨保温罩外侧的弯管部份已处于低温，不会再被砷蒸汽腐蚀，但为保证铂丝和铂铑丝之间不会相触而导致采温失败，因此，采用石英管5分开并保护。铂-铂铑热偶丝7最终穿过炉底与热偶补偿线连接，铂-铂铑热偶丝7穿过炉底时用橡胶塞分开并进行炉底密封。 

本实用新型中，由于铂-铂铑热偶丝7在高温区完全由双孔瓷管3保护，从而与砷蒸气不接触，避免了被砷蒸气腐蚀。进而增加了铂-铂铑热偶丝7的使用寿命，并改善了温度测量的重复性，有效地提高了GaAs晶体生长的成功率。