[实用新型]多元化合物多晶合成的装料容器及熔化处理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及多元化合物多晶原料的合成领域，具体涉及一种多元化合物多晶合成的装料容器和多元化合物多晶合成的熔化处理系统。

背景技术

为了能进行多元化合物晶体的生长，首先要对其多晶原料进行合成。目前的合成方法主要有两种，一种是单温区合成法，此种方法对于在高温下单质不会产生蒸汽压或者蒸汽压较小的合成较为适用；另一种是双温区合成法，此种方法主要解决的是由于高温合成过程中某些合成单质会产生高的蒸汽压容易使合成装料容器爆裂的问题，其主要特点是将合成原料放置于合成装料容器的两端，通过分别控制合成原料两端的温度进行高温气相合成。

目前，双温区合成法的装料容器要么装料过程复杂，难度大，成本高；要么对装料容器加工复杂，导致装料容器耐高压能力下降，最终都会造成双温区合成的失败。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有双温区合成法中装料技术的不足，更好地解决高温气相合成问题，使得装料后石英封帽能准确定位，降低真空封结时的难度，同时减少装料容器加工时对其自身耐压强度的影响。

为了达到上述的技术效果，本实用新型提供一种多元化合物多晶合成的装料容器，采取以下技术方案：

一种多元化合物多晶合成的装料容器，它包括石英管和石英封帽，所述石英管内部中空，一端封口、另一端开口，所述石英封帽从所述开口处可插入或拔出的装配在石英管内。所述石英管在靠近封口或/和开口的外壁上设有向内凹陷的多个凹槽，处于相同横截面上的凹槽绕所述横截面的外围等距离的分布在石英管的外壁上。

进一步的技术方案是：所述凹槽的深度为1-2mm；相同横截面上的凹槽个数为3个。

进一步的技术方案是：所述石英管在靠近封口处的凹槽，到石英管的封口的距离是15-30cm。

进一步的技术方案是：所述石英封帽的外径比所述石英管的内径小2-4mm。

本实用新还型提供一种多元化合物多晶合成的熔化处理系统，采取以下技术方案：

一种多元化合物多晶合成的熔化处理系统，它包括上述的装料容器和熔化装置。所述熔化装置包括熔料夹具、温控模块和熔炼炉，所述熔料夹具用于固定所述装料容器，所述温控模块连接于熔炼炉上。所述熔炼炉由保温材料、炉壳和加热元件构成，所述熔炼炉内部中空形成炉膛，所述炉膛用于容纳所述装料容器，所述加热元件均匀分布在所述炉膛上，所述保温材料设置在所述炉壳和炉膛之间。

进一步的技术方案是：它还包括熔料支架，所述熔料夹具固定连接于所述熔料支架上。

进一步的技术方案是：所述熔料夹具和熔料支架为一体成型结构。

使用时，将装料容器封口处向下，装入合成时不会产生高蒸汽压的单质，并且确保所装入单质都处在靠近石英管封口处的凹点以下，再将合成装料容器中空气进行置换成高纯氩气密封，然后竖直放入熔化处理系统中进行熔化处理。合成装料容器冷却至室温后，装入装料容器中的单质就凝固在了一起，由于装入单质凝固后的口径大于装料容器凹点之间的距离，装入的几种单质就被固定在了装料容器的底部。最后去掉装料容器的密封，装入最后一种单质及石英封帽，使装料容器封底朝下，石英封帽在重力作用下就会向下滑落，通过靠近管口处的一组凹点就准确定位在石英管中，当装料容器中的真空度达到1×10^-4Pa后，进行真空封接。

熔化处理，是将密封好的装料容器的装料部分竖直放入熔化处理系统中进行熔化，炉温根据装入单质的熔点进行控制，炉温必须控制在高于所装入最低熔点单质的熔点10-20℃之间，以防止温度太高单质的挥发。

所述加热元件为高温管式元件，最高温度可达1300℃。

本实用新型与现有技术相比，具有以下的有益效果：本实用新型装料容器降低了真空封结时，石英封帽在石英管中难以定位的问题；容易将合成时不会产生较高蒸汽压的单质固定在合成装料容器的底部，大大减小了双温区合成装料方法的难度。本实用新型中的熔化处理系统控温精度为±0.1℃，并且可长时间维持在0-1300℃的任意温度范围，为熔化处理提供基础。

附图说明

图1是本实用新型装料容器结构示意图；

图2是本实用新型从管口向封口处方向，三个凹槽呈β为120°等距离分布的俯视图；

图3是本实用新型石英封帽示意图；

图4是本实用新型熔化处理系统中的熔化装置结构示意图。

附图标记：

1-石英管，2-管口凹槽，3-管底凹槽，4-石英封帽，5-熔料支架，6-熔料夹具，7-保温材料，8-炉壳，9-加热元件，10-温控模块，11-炉膛，β-120°。