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適用于晶體生長(zhǎng)感應(yīng)爐的坩堝的制作方法

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適用于晶體生長(zhǎng)感應(yīng)爐的坩堝的制作方法與工藝

本實(shí)用新型涉及一種激光晶體生產(chǎn)設(shè)備,特別是涉及一種適用于晶體生長(zhǎng)感應(yīng)爐的坩堝。



背景技術(shù):

釔鋁石榴石簡(jiǎn)稱(chēng)YAG,化學(xué)式為Y3Al5O12,由Al2O3和Y2O3按一定比例反應(yīng)而成,屬立方晶系,具有石榴石結(jié)構(gòu)。以釹摻雜得到摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG),Nd:YAG具有優(yōu)良的光譜性能、高光學(xué)質(zhì)量、高增益低閾值,有較低的光彈性常數(shù)、較高的機(jī)械硬度,以及令人滿(mǎn)意的熱學(xué)參數(shù)等優(yōu)勢(shì),因而其從發(fā)現(xiàn)至今一直是最為熱門(mén)的固體激光器材料。以Nd:YAG晶體為核心元件的激光器可在室溫條件下實(shí)現(xiàn)連續(xù)和脈沖等多種方式的運(yùn)轉(zhuǎn),能夠?qū)崿F(xiàn)倍頻,因而廣泛用于各行業(yè)中。在軍事方面,Nd:YAG晶體作為應(yīng)用最普遍的固體激光器的工作物質(zhì),成為軍用固體激光技術(shù)的支柱,當(dāng)前超過(guò)90% 的軍用固體激光器以Nd:YAG晶體作為工作物質(zhì);在醫(yī)療領(lǐng)域,Nd:YAG激光醫(yī)療設(shè)備也被大量的應(yīng)用,醫(yī)用Nd:YAG激光器在外科手術(shù)、美容等方面應(yīng)用廣泛,特別是治療皮膚色素性疾病,有創(chuàng)傷小、愈合好、無(wú)疤痕等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn);在工業(yè)方面,由于Nd:YAG晶體能獲得高功率激光輸出而被廣泛應(yīng)用于材料加工行業(yè),如汽車(chē)零部件加工業(yè),激光焊接業(yè)等;在科研方面,固體激光器廣泛用于科學(xué)研究,如激光同位素測(cè)量、激光化學(xué),激光制導(dǎo)等;目前,在需要高功率、高能量、Q開(kāi)關(guān)和鎖模超短脈沖激光的場(chǎng)合,Nd:YAG晶體也是首選的激光工作物質(zhì)。

感應(yīng)爐YAG晶體生長(zhǎng)中原料的承裝和感應(yīng)加熱都要用到銥金坩堝,傳統(tǒng)銥金坩堝存在以下缺陷:(1)現(xiàn)有技術(shù)的銥金坩堝如圖1 所示,傳統(tǒng)坩堝沒(méi)有掛耳,晶體生長(zhǎng)過(guò)程需要加熱到1000℃左右,在高溫環(huán)境下要取出坩堝很不太方便。(2)銥金作為貴重金屬,價(jià)格高昂,是感應(yīng)爐生長(zhǎng)設(shè)備中價(jià)值比重最大的部分。從2010 年開(kāi)始,銥金價(jià)格開(kāi)始快速上漲,如何在生長(zhǎng)過(guò)程中節(jié)約銥金的使用是公司必需要解決的問(wèn)題,也是降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵。高溫使用環(huán)境下,銥金坩堝存在銥金揮發(fā),會(huì)引起堝壁變形、堝底扭曲等問(wèn)題,當(dāng)揮發(fā)損耗達(dá)到一定程度后,銥金坩堝出現(xiàn)滲漏或穿孔現(xiàn)象。根據(jù)銥金坩堝使用經(jīng)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)目前使用的銥金坩堝維修原因中80%來(lái)自于堝底扭曲,特別是中心D50區(qū)域。觀察仍然在使用中的銥鍋,發(fā)現(xiàn)銥金坩堝使用3-4個(gè)周期后,底部開(kāi)始出現(xiàn)扭曲變形,其后每次使用后銥金坩堝底部變形愈發(fā)嚴(yán)重,但銥金坩堝壁的變形并不明顯,大部分銥鍋底部滲漏發(fā)生時(shí)(大概使用周期為6 次),銥金坩堝壁依然完好,因此考慮對(duì)銥金坩堝堝底進(jìn)行改進(jìn)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種便于取出、能夠有效避免堝底變形的適用于晶體生長(zhǎng)感應(yīng)爐的坩堝。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的:適用于晶體生長(zhǎng)感應(yīng)爐的坩堝,包括堝壁和堝底,所述堝壁的外壁上固定安裝有至少兩個(gè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置的掛耳,所述的掛耳由固定部、掛耳部和迂回部一體成型而成,迂回部的曲率半徑小于掛耳部的曲率半徑,掛耳通過(guò)固定部固定安裝在堝壁的外壁上,掛耳部連接于固定部與迂回部之間。

所述掛耳部的內(nèi)側(cè)設(shè)置有掛槽。

所述的掛槽的截面呈半圓形。

所述的掛槽的截面呈倒V形。

所述堝底的中心焊接有堝底加厚區(qū)。

所述的堝底加厚區(qū)呈圓形,直徑為45~55mm,厚度為2.5~3.5mm。

所述的堝底加厚區(qū)呈圓形,直徑為50mm,厚度為3mm。

本實(shí)用新型的有益效果是:

1)在鍋壁上增設(shè)了掛耳,在需要取出坩堝時(shí),將掛繩套接在掛耳上提拉掛繩即可,使用方便快捷。

2)掛耳一體成型,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠,迂回部的曲率半徑小于掛耳部的曲率半徑,迂回部形成勾狀,可避免掛繩脫落。

3)掛耳部的內(nèi)側(cè)設(shè)有半圓形或倒V形掛槽,便于固定掛繩,提拉掛繩時(shí)掛繩滑入掛槽內(nèi),提拉時(shí)掛繩及坩堝更加平穩(wěn)。

4)坩堝底部加設(shè)的堝底加厚區(qū)將堝底局部加厚3mm,可以明顯改善堝底扭曲變形的情況,可以提高銥金坩堝使用周期到七次以上,節(jié)約了生產(chǎn)成本。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中坩堝的剖面示意圖;

圖2為本實(shí)用新型坩堝的剖面示意圖;

圖3為掛耳結(jié)構(gòu)示意圖一;

圖4為掛耳結(jié)構(gòu)示意圖二;

圖5為堝底加厚的坩堝剖面示意圖;

圖中,1-堝壁,2-堝底,3-掛耳,3.1-固定部,3.2-掛耳部,3.3-迂回部,4-掛槽,5-堝底加厚區(qū)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)描述本實(shí)用新型的技術(shù)方案,但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于以下所述。

如圖2所示,適用于晶體生長(zhǎng)感應(yīng)爐的坩堝,包括堝壁1和堝底2,所述堝壁1的外壁上沿固定安裝有兩個(gè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置的掛耳3,掛耳3配合掛繩使用,在需要取出坩堝時(shí),將掛繩套接在掛耳3上提拉掛繩即可,使用方便快捷。

如圖3和圖4所示,所述的掛耳3由固定部3.1、掛耳部3.2和迂回部3.3一體成型而成,迂回部3.3的曲率半徑小于掛耳部3.2的曲率半徑,迂回部3.3形成勾狀,可避免掛繩脫落。掛耳3通過(guò)固定部3.1固定安裝在堝壁1的外壁上,掛耳部3.2連接于固定部3.1與迂回部3.3之間。

如圖3和圖4所示,所述掛耳部3.2的內(nèi)側(cè)設(shè)置有掛槽4,便于固定掛繩,提拉掛繩時(shí)掛繩滑入掛槽4內(nèi),提拉時(shí)掛繩及坩堝更加平穩(wěn)。所述的掛槽4的截面可以呈如圖3所示的半圓形,也可以呈如圖4所示的倒V形。

作為進(jìn)一步改進(jìn),如圖5所示,所述堝底2的中心焊接有堝底加厚區(qū)5,堝底加厚區(qū)5呈圓形,直徑為50mm,厚度為3mm。堝底加厚區(qū)5可以明顯改善堝底扭曲變形的情況,可以提高銥金坩堝使用周期到七次以上,可很大程度上節(jié)約生產(chǎn)成本。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)理解本實(shí)用新型并非局限于本文所披露的形式,不應(yīng)看作是對(duì)其他實(shí)施例的排除,而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境,并能夠在本文所述構(gòu)想范圍內(nèi),通過(guò)上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識(shí)進(jìn)行改動(dòng)。而本領(lǐng)域人員所進(jìn)行的改動(dòng)和變化不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍,則都應(yīng)在本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。

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