[发明专利]用于蓝宝石单晶炉的变径钨杆加热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种钨杆加热器，尤其是一种用于蓝宝石单晶炉的能够满足蓝宝石单晶生长所需梯度温度场条件的一种变径式钨杆加热器。

背景技术

随着全球新能源市场的迅速发展，LED产业已成为能源工业新的增长点，已经具备了赶超其他节能产业的能力，在世界范围内呈现迅猛发展之势。

蓝宝石单晶炉是LED产业链中重要的晶体生长设备，由于蓝宝石单晶体是在高温的条件下缓慢生长而成的，需要良好的温度梯度控制以形成冷心，同时需要均匀稳定的温度场以实现单晶体的稳定生长，因此加热器的温度梯度可控基础至关重要。目前，蓝宝石单晶炉一般采用鸟笼状等径式钨杆加热器，这种加热器无法形成理想的梯度温度场。因此，采用鸟笼状等径式钨杆加热器的蓝宝石单晶炉生长出的晶体多半在65公斤以下，且晶体常因热场紊乱产生大量裂纹或气泡，晶体成品率较低，严重影响蓝宝石长晶的生产效率。如何在加热器中形成理想的梯度温度场，是业内关注的热门课题。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有蓝宝石长晶炉的鸟笼状等径式钨杆加热器温度梯度的不可控性，致使蓝宝石单晶生长成品率低、尺寸小、质量不高等一系列问题，提供一种新型可靠的用于蓝宝石单晶炉的变径式钨杆加热器。

    本发明的目的是这样实现的：一种用于蓝宝石单晶炉的变径钨杆加热器，其特征在于：加热器包括弧形的正负极电极板、汇流钨环、正极栅和负极栅，以及四个均匀分布的电极爪，其中，正、负极栅均含有一组变径钨杆，一组变径钨杆中的每根变径钨杆上至少包括两节不同直径的钨杆，不同直径的变径钨杆结合部通过与两端杆径匹配的锥台平滑过渡连接；所述弧形的正负极电极板上分别设有一个电极爪，正、负极栅依次相间排列，正、负极栅的一端均与汇流钨环焊接，另一端分别与弧形的正、负极电极板对应焊接；正、负极栅的曲面分别为90弧度，正、负极电极板合围后中心呈管状的加热区。

    在本发明中：所述的一组变径钨杆中至少含有四根平行且规格相同的变径钨杆，每根变径钨杆相同直径的一节均位于正、负极栅的相同对应区位。

    在本发明中：正、负极栅上至少设有一道定位箍，定位箍的设置位置将所述的正、负极栅均匀分割；定位箍包括弧度与正、负极栅曲面一致的内、外固定杆和钨铼丝，内固定杆位于正、负极栅的内侧，外固定杆位于正、负极栅的外侧，内外固定杆夹持一组变径钨杆后，钨铼丝穿过相邻变径钨杆之间的空隙将内外固定杆捆扎。

    在本发明中：内固定杆为一根弧度与正负极栅曲面一致的固定杆，外固定杆为两根弧度与正负极栅曲面一致的固定杆，内固定杆的直径大于外固定杆。

    在本发明中：外固定杆为一根弧度与正负极栅曲面一致的固定杆，内固定杆为两根弧度与正负极栅曲面一致的固定杆，外固定杆的直径大于内固定杆。

    在本发明中：所述的电极爪为两片电极复合的电极爪，每片电极的一端是与弧形电极板匹配的弧形板，两片电极复合时，两片电极的弧形板八字分开，电极的弧形板与对应的弧形电极板夹持一组变径钨杆的端部后焊接。

在本发明中：制造电极爪、汇流钨环的材料均为粉末冶金后轧制形成的金属钨板；所述的制造变径钨杆、固定杆的材料均为粉末冶金后轧制形成的金属钨棒，变径钨杆由所述金属钨棒车削后成型。

本发明的优点在于：由于正、负极栅均含有一组变径钨杆，一组变径钨杆中的每根变径钨杆上至少包括两节不同直径的钨杆，不同直径的变径钨杆结合部通过与两端杆径匹配的锥台平滑过渡连接，组装后，每根变径钨杆相同直径的一节均位于正、负极栅的相同对应区位，可以通过变径加热杆自身因直径变化形成的不同的电阻值，改变和控制加热器在不同区域的功率输出，形成良好的温度梯度，晶体成品率大大提高，更有助于实现蓝宝石单晶体的自动化生长。

本发明的优点还在于：由于所述弧形的正负极电极板上分别设有一个电极爪，正、负极栅依次相间排列，正、负极栅的一端均与汇流钨环焊接，另一端分别与弧形的正、负极电极板对应焊接；正、负极栅的曲面分别为90弧度，合围后中心呈管状的加热区；尤其是在正、负极栅上设置定位箍，定位箍包括弧度与负正极栅曲面一致的内、外固定杆和钨铼丝，内外固定杆夹持一组变径钨杆后，钨铼丝穿过相邻变径钨杆之间的空隙将内外固定杆捆扎；以及电极爪采用两片电极复合的电极爪，每片电极的一端是与弧形电极板匹配的弧形板，两片电极复合时，两片电极的弧形板八字分开，电极的弧形板与弧形电极板夹持一组变径钨杆的端部后焊接，这些措施都有利于提高加热器在温度场中的刚性与稳定性。

附图说明

图1是本发明涉及实施例的整体结构示意图；