[实用新型]一种用于长晶的装置

说明书

本实用新型公开了一种用于长晶的装置，主要用于泡生法生长蓝宝石，具有长晶坩埚和坩埚盖板，长晶坩埚内装有高温蓝宝石熔体，坩埚盖板盖在坩埚上，并与高温蓝宝石熔体之间设置有保护片，保护片用于防止熔体挥发后粘附在坩埚盖板上导致盖板使用寿命降低。

技术领域

本实用新型涉及泡生法蓝宝石长晶工艺，尤其涉及蓝宝石长晶坩埚设计。

背景技术

在蓝宝石泡生炉内，晶体生长时局部温度高达2150℃左右，通常采用耐高温的钨或钼作为坩埚、坩埚盖板和保温层的材料。在晶体生长过程中，坩埚内部的三氧化二铝的熔液在真空环境下容易挥发，部分沉积在温度较低的坩埚盖板的下底面，形成厚度不均匀的挥发物。在一次晶体晶体生长过程中，挥发物的厚度可以达到0.5～10mm，其中盖板中心孔附近的厚度最大，边缘的厚度最小。由于三氧化二铝的膨胀系数大于钨和钼的膨胀系数，在高低温的循环下容易导致盖板开裂，减少了盖板的使用寿命。另外挥发物与盖板结合牢固，且高温烘烤后的钨板和钼板的脆性很大，在清理过程中容易导致盖板开裂。同时清理工具上的杂质会附着在盖板上，对原料造成污染。国内外有文献中描述了泡生炉的热场结构，都是把盖板直接放在坩埚上部，尚未对上述现象进行改善。

发明内容

本实用新型提供了一种用于长晶的装置，用于泡生法生长蓝宝石晶体，装置包括具有开口的坩埚和盖在开口上的坩埚盖板，长晶坩埚用于在生长蓝宝石晶体时装盛高温蓝宝石熔体，坩埚盖板盖在坩埚上，在长晶工艺中，坩埚盖板与蓝宝石熔体之间设置有保护片，保护片用于防止熔体挥发后粘附在坩埚盖板。

根据本实用新型，优选的，保护片的投影面积为开口面积的50%以上，以保障保护效果，有效延长坩埚盖板的使用寿命。

根据本实用新型，优选的，保护片的材料包括钨、钽或者钼等在高温下物理化学性质稳定的材料。

根据本实用新型，优选的，保护片的厚度为0.1至3毫米。因为保护片为易耗品，减少厚度降低使用成本。

根据本实用新型，优选的，保护片的表面粗糙度不大于0.5微米，光洁的表面减少了保护片的裸露面积，降低高温下保护片材料挥发导致的生长污染影响。

根据本实用新型，优选的，保护片与坩埚盖板通过套索连接、铰链连接或者卡扣连接。

根据本实用新型，优选的，保护片与坩埚盖板之间通过一垫圈或者隔条分开。

采用上述技术方案，减少坩埚盖板生长损耗，延长坩埚盖板的使用寿命，也降低使用者清理和维护坩埚盖板的人力投入。

在本实用新型为了解决背景技术中的问题，还提供了一系列对长晶装置的改进设计，公开了一种用于长晶的装置，用于泡生法生长蓝宝石晶体，装置包括具有开口的坩埚，长晶坩埚用于在生长蓝宝石晶体时装盛高温蓝宝石熔体，坩埚具有半径为埚底半径0.5至0.75倍的内侧倒角，内侧倒角有效改善底部坩埚传热，提高坩埚壁温度，降低晶体后期生长速度，有利于降低晶体的底部直径。

根据本实用新型，优选的，坩埚的材料包括钨或者钼。

在本实用新型的一些实施方式中，优选的，坩埚具有半径为埚底半径0.6至0.8倍的外侧倒角，扩大常规工艺的倒角，匹配加热器设计，增强热场均匀性。

根据本实用新型，优选的，内侧倒角和外侧倒角为圆弧状或者近圆弧状，缩短热传导路径，形成均匀热场。

根据本实用新型，优选地，坩埚侧壁具有用于承载起吊力的通孔。

根据本实用新型，优选的，为了防止坩埚在移动时，发生脱落的现象，特别是弥补通孔造成的应力缺陷，坩埚开口处具有用于提升开口强度的唇口。

根据本实用新型，优选的，唇口与坩埚材料相同。