[实用新型]一种蓝宝石晶体生长炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及单晶体制备技术领域，具体的说是一种蓝宝石晶体生长炉。

背景技术

蓝宝石α-Al₂O₃单晶体具有优良的光学、力学、热学、介电、耐腐蚀等性能，在可见和红外波段具有较高的透光率以及较宽的透过带，与众多其他光学窗口材料相比，有更加稳定的化学性能和热力学性能，如抗酸碱腐蚀，耐高温，高硬度、高拉伸强度、高热导率和显著的抗热冲击性。上述性质使得蓝宝石材料被广泛应用于宽禁带半导体材料如氮化镓的衬底、飞秒激光器基质材料、军事红外窗口、航空航天中波透红外窗口材料等方面，涉及到科学技术、国防与民用工业等诸多领域。

目前，生长大尺寸蓝宝石单晶体的方法有泡生法、导模法、热交换法、水平区熔法等。这些方法和设备都是通过输入功率间接调控蓝宝石晶体生长界面温度，无法做到精确及时调控蓝宝石晶体生长界面温度，从而影响蓝宝石生长的速度和质量。

实用新型内容

针对上述现有技术中蓝宝石生产工艺和设备存在的晶体生长温度无法精确调控导致的晶体生长缓慢、质量差等问题，本实用新型提供一种蓝宝石晶体生长炉。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种蓝宝石晶体生长炉，包括炉体、真空机组及发热体，真空机组与炉体内部连通，发热体设置在炉体内，炉体内还设有隔热屏、温区分隔板、温度传感器、料盘及传动机构，所述隔热屏围成内部可设置坩埚的空间，料盘设置在坩埚的底部，隔热屏的一端设有可供坩埚穿过的通孔，与隔热屏开孔端对应一侧的炉体上开设有炉门，所述发热体有多根且呈长条状，其端部均固定设置在隔热屏上，且平行、均匀分布在坩埚的两侧，所述温区分隔板有多个且分隔设置在发热体之间，将隔热屏围成的空间沿竖直或水平方向分割成多个独立的温区，每个温区均设有温度传感器，所述温度传感器穿过隔热屏设置在两层发热体之间，每个温区独立加热、独立测温、独立控制，通过不同温区的温度控制实现在竖直或水平方向上呈现温度梯度变化，所述传动机构穿过炉体与料盘的一端连接；

所述坩埚水平设置在隔热屏围成的空间内，料盘设置在滑动轨道上；

所述坩埚竖直设置在隔热屏围成的空间内，传动机构与料盘的底部固定连接；

所述温区分隔板呈环形，且其环形外壁设置在隔热屏上，环形内壁与坩埚间隙配合；

所述炉体为双层循环水冷炉体；

所述传动机构为手动推杆，手动推杆与料盘的一端固定连接；

所述传动机构为电动输送机构；

所述炉体上设有进气孔和出气孔；

所述炉体底部设有炉体支撑机构；

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的蓝宝石晶体生长炉，装置结构简单，操作方便，通过温区分隔板将隔热屏围成的空间分割成多个相对独立的温区，每个温区独立加热、独立测温、独立控制，通过不同温区的温度控制实现炉膛在水平或竖直方向上呈现一定的温度梯度，通过移动坩埚，或在坩埚、发热体、晶体都不动的情况下控制不同温区的温度实现温场的温度梯度不断移动，从而满足晶体长晶界面温度梯度的需要并实现晶体不断生长，可以制备大尺寸板状单晶，且晶体生长周期短、成品率高、生产成本低，制备的片状单晶能够满足一些大尺寸特殊窗口材料的要求。

附图说明

图1本实用新型结构主视图；

图2本实用新型结构俯视图；

附图标记：1、炉门，2、炉体，3、炉体支撑机构，4、真空机组，5、进气孔，6、出气孔，7、隔热屏，8、发热体，9、温区分隔板，10、温度传感器，11、坩埚，12、料盘，13、滑动轨道，14、传动机构。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步的阐述。