[实用新型]一种用于泡生法生长宝石晶体的籽晶夹具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于泡生法生长宝石晶体的籽晶夹具，属于晶体生长用辅助装置。

技术背景

蓝宝石是一种具有高硬度、高的透光率、优异的物理化学稳定性等特点的新型晶体材料，在LED衬底、光学窗口片等方面有着广泛的应用。近年来随着蓝宝石材料在手机屏幕方面的推广使用使得蓝宝石材料的热度达到了顶峰。

蓝宝石晶体的生长采用熔体法定向结晶而成，而泡生法作为熔体生长法的一种以其优秀的晶体质量和相对较低的成本，成为主流的生长方法。泡生法生长蓝宝石单晶一般分为熔料、引晶、等径生长、退火几个阶段。在引晶阶段，将籽晶装夹在夹头上，与夹头同时缓慢探向液面，与液面接触后提拉出一段过渡的晶颈，使得晶颈下端的质量达到可以进行扩肩的要求，此时籽晶夹头与液面距离很近，其底面的热反射足以对籽晶固液接触处的热环境产生影响。随着蓝宝石晶体大尺寸化的发展，势必会造成炉内热环境的不稳定，而在这种不稳定的环境下，籽晶夹头热反射对引晶的影响将会越来越明显。

现有的技术籽晶杆与籽晶夹头往往采用分体式螺纹连接方式，随着长时间的使用连接处易出现松动脱落等情况；籽晶夹头底面为平面反射严重，易造成引晶形态不规则、临界温度误判等情况；籽晶的固定采用钨铼丝捆扎的方式，钨铼丝属于昂贵的消耗品，这无疑也对成本的降低带来了压力。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够减少引晶形态不规则、临界温度误判的发生机率，成本较低的一种用于泡生法生长宝石晶体的籽晶夹具。

技术解决方案：

本实用新型包括籽晶杆，籽晶杆一端设有籽晶夹头，籽晶夹头底面为锯齿形锥面，籽晶夹头上开有放置籽晶的楔形籽晶卡槽，籽晶夹头上设有紧固螺孔和卡槽盖板，卡槽盖板与籽晶夹头形成的整体端面为锯齿形锥面。所述籽晶夹头底面与盖板的底面相对称。

本实用新型主要在于克服籽晶夹头的下端面不对称导致的反射不均匀，最终造成引晶形态不规则、临界温度误判等情况。同时，籽晶夹头夹头上的楔形籽晶卡槽形成双片螺纹紧固的籽晶固定方式，避免了钨铼丝的使用，降低了成本。

1.籽晶夹头卡槽采用楔形结构，在晶体生长过程中夹头依靠楔形卡槽的两个斜边受力，保证了在上下方向上的紧固，采用钨材质的结构在高温下的强度足以承受这种负荷。

2.籽晶夹具头与卡槽盖板通过相扣，将籽晶固定在卡槽内，再由螺纹锁紧，保证了籽晶在水平方向的紧固。这种结构避免了钨铼丝的使用，节约了成本，同时固定比采用钨铼丝捆扎更为牢靠。

3.籽晶夹头底面与盖板的底面为对称结构，保证了底面对高温熔体辐射反射的均匀性，卡槽盖板与籽晶夹头形成的整体端面为锯齿形锥面，进一步削弱了这种有害反射，提高了引晶质量，为长晶打下了良好基础。

4.籽晶杆与籽晶夹头一体化结构，在保证强度的情况下还避免了采用螺纹连接结构在长期使用时出现的夹头松动情况。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型卡槽盖板与籽晶夹具紧固示意图。

具体实施方法

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，籽晶杆1一端设有籽晶夹头3，籽晶杆1和籽晶夹头2之间采用一体化结构，籽晶夹头上开有放置籽晶的楔形籽晶卡槽3，蓝宝石籽晶4以倒梯形的结构嵌入楔形籽晶卡槽3之中，籽晶夹头2上设有4个紧固螺孔螺孔5用于锁紧盖板，固定籽晶，籽晶夹头2下底面6为具有齿状台阶的斜面结构，有助于削弱下底面的热反射。如图所示结构材质均为钨。

如图2所示，籽晶夹头卡槽盖板7与籽晶夹头2紧扣在一起，由螺栓锁紧，保证了籽晶的紧固，避免了钨铼丝的使用，降低了成本，卡槽盖板7的下底面1也为齿状台阶的锥面结构，卡槽盖板底面8与籽晶夹头底面6形成整体底面为锯齿形锥面，且籽晶夹头底面6与盖板的底面8相互对称，这种结构对籽晶与液面接触处有着低的热反射，有利于引晶温度的判断和引晶质量的改善，进而提高晶体良率。

本实用新型不仅限于蓝宝石籽晶的夹持，其他宝石晶体的籽晶同样适用。