[实用新型]一种焰熔法合成晶体用的烧结炉膛

说明书

本实用新型公开了一种焰熔法合成晶体用的烧结炉膛，包括从外到内依次设置的炉膛外壳、保温层和内炉壁，所述内炉壁的内部长晶空间为纺锤型曲线结构，所述长晶空间的最大直径处为晶体的生长处。本实用新型将内炉壁的内部长晶空间改进为纺锤型曲线结构，晶体的生长处位于长晶空间的最大直径处，使得晶体在横向生长时有足够的生长空间，不再会与内炉壁的内壁发生触碰，从而保证了晶体在横向方向上能够完全生长。本实用新型将内炉壁的内部长晶空间设置为纺锤型曲线结构，相较于普通的圆锥台形结构，内部长晶空间从上到下尺寸变化较大，既不影响粉料的进入，又使晶体有足够大的横向生长空间。

技术领域

本实用新型涉及，具体涉及到一种焰熔法合成晶体用的烧结炉膛。

背景技术

焰熔法，又称维尔纳叶法(Verneuilprocess)，是从熔体中人工制取单晶的方法之一。将调配好的原料细粉从管口漏下，均匀喷洒在氢氧焰中被熔化后，再冷凝结晶于种晶或“梨形单晶”顶层；梨晶长大是从顶部熔化的圆锥开始，生长过程中其底座下降并旋转，以确保其熔融表面有合宜的温度逐层生长，边转动边晶出的人工宝石具有如同唱片纹的弧线生长纹或色带，以及珠形、蝌蚪状气泡等特征；不用坩埚的这种方法可以低成本制取合成红宝石、蓝宝石、尖晶石、金红石及人造钛酸锶等多种人工宝石。

所谓单晶(monocrystal，monocrystalline，singlecrystal)，即结晶体内部的微粒在三维空间呈有规律地、周期性地排列，或者说晶体的整体在三维方向上由同一空间格子构成，整个晶体中质点在空间的排列为长程有序。单晶整个晶格是连续的，具有重要的工业应用。由于熵效应导致了固体微观结构的不理想，例如杂质，不均匀应变和晶体缺陷，有一定大小的理想单晶在自然界中是极为罕见的，而且也很难在实验室中生产。另一方面，在自然界中，不理想的单晶可以非常巨大，例如已知一些矿物，如绿宝石，石膏，长石形成的晶体可达数米。

如图1所示，传统的焰熔法生长晶体所使用的烧结炉膛是由无缝钢管、保温棉、刚玉砂、梯形芯棒模具组合而成，整体结构分为炉膛外壳1、保温层2、内炉壁3、长晶空间(即芯棒模具4所在空间)。其使用方法是，把梯形芯棒模具竖直固定在一段无缝钢管的轴心处，再用保温棉环绕无缝钢管的内壁布置并压实，往保温层与梯形芯棒模具形成的空间添加有粘接剂的混合刚玉砂，用重力压实形成内炉壁层，最后再取出梯形芯棒模具，就完成了传统烧结炉膛的制作。此梯形芯棒模具打制出的长晶空间是上小下大的梯形空间，晶体在长晶过程中，由于落料时粉料呈扇形，不能完全用于长晶，会有一部分粉料飘散于内炉壁周围粘连形成一层半结晶物体，且不容易被清除掉，久而久之就会造成长晶空间越来越小，当晶体横向生长直径过大时会与内炉壁粘连的半结晶物体发生触碰从而导致晶体碎裂，晶体生产中途失败，严重影响到正常生产工作和经济效益。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种焰熔法合成晶体用的烧结炉膛，旨在解决现有技术中梯形的长晶空间不利于晶体横向生长的问题。

为解决以上技术问题，本实用新型所采用的技术方案为：

一种焰熔法合成晶体用的烧结炉膛，包括从外到内依次设置的炉膛外壳、保温层和内炉壁，所述内炉壁的内部长晶空间为两端较细中部较粗的纺锤型，所述长晶空间的最大直径处为晶体的生长处。

作为上述方案的进一步技术方案，所述烧结炉膛还包括芯棒模具；所述芯棒模具的外形轮廓与所述内炉壁的内部长晶空间轮廓相同。

作为上述方案的进一步技术方案，所述芯棒模具和所述内炉壁均为分体式结构。

作为上述方案的进一步技术方案，所述芯棒模具包括互相可拆卸连接的上段芯棒模具和下段芯棒模具；所述上段芯棒模具和下段芯棒模具的连接处直径为所述芯棒模具的最大直径处。

作为上述方案的进一步技术方案，所述内炉壁包括互相可拆卸连接的上段内炉壁和下段内炉壁；所述上段内炉壁和下段内炉壁的连接处直径为所述内炉壁内部长晶空间的最大直径处。