本實(shí)用新型涉及一種單晶爐底部加熱器。

背景技術(shù)：

隨著全球新能源市場的迅速發(fā)展，LED產(chǎn)業(yè)已成為能源工業(yè)新的增長點(diǎn)，已經(jīng)具備了趕超其他節(jié)能產(chǎn)業(yè)的能力，在世界范圍內(nèi)呈現(xiàn)迅猛發(fā)展之勢。同時(shí)，藍(lán)寶石具有超級耐高溫、抗腐蝕、不磨損等特性，用于高檔奢侈手機(jī)、相機(jī)、手表等領(lǐng)域襯托出產(chǎn)品高貴奢華，同時(shí)也可彰顯“永不磨損”的獨(dú)特優(yōu)勢。隨著人造“寶石”技術(shù)的提高，寶石晶體尺寸逐步增大，在高檔奢侈屏幕領(lǐng)域打開了廣闊的市場空間，為商家?guī)砹藷o限商機(jī)。

由于藍(lán)寶石單晶體生長周期較長(85kg晶體一般需要18至22天)，加熱器熱負(fù)荷較高，因此其熱穩(wěn)定性至關(guān)重要。目前，藍(lán)寶石單晶爐一般采用鳥籠狀鎢桿加熱器，各鎢桿通過鎢絲捆扎的方式固定，在長晶過程中極易變形損壞，壽命較短，無法形成穩(wěn)定的溫度場。同時(shí)，鎢桿經(jīng)過間隔排列后數(shù)量有限，極易對熱場的均勻性產(chǎn)生影響。因此，采用鳥籠狀的鎢桿加熱器的藍(lán)寶石單晶爐生長出的晶體一般在100公斤以下，且晶體因熱場可控性較差易產(chǎn)生氣泡、晶界以及多晶，晶體成品率低，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)的底加熱器，電流流通截面積一致，造成坩堝底部中心熱、邊緣冷，與實(shí)際需要的中心冷、邊緣熱的梯度需求相違背，因此如何設(shè)計(jì)合理的加熱器形成理想的溫場，是業(yè)內(nèi)關(guān)注的熱門課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

實(shí)用新型目的：本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有藍(lán)寶石長晶爐鳥籠狀鎢桿加熱器溫度不穩(wěn)定導(dǎo)致藍(lán)寶石單晶成品率低、尺寸小、晶體質(zhì)量不高等一些列問題，提供一種適用于泡生法藍(lán)寶石單晶爐的能夠滿足藍(lán)寶石單晶生長的坩堝底部所需要穩(wěn)定溫場條件的一種可變發(fā)熱量的蛇形鎢板加熱器。

技術(shù)方案：本實(shí)用新型所述的單晶爐底部加熱器，包括中心盤，若干加熱單元，所述加熱單元均一端固接于所述中心盤，各所述加熱單元自中心盤軸向向外延伸，所述加熱單元包括加熱板和纏繞所述加熱板的加熱絲，加熱板固接于所述中心盤的一端處纏繞所述加熱板的加熱絲的密度小于所述加熱板固接于所述軸向向外延伸的末端處纏繞所述加熱板的加熱絲的密度。

進(jìn)一步地，所述加熱板為蛇形鎢加熱板(2)，所述蛇形鎢加熱板(2)開有若干依次相鄰的槽口，所述加熱絲纏繞于所述依次相鄰的槽口上，所述蛇形鎢加熱板(2)固接于所述中心盤一端的相鄰槽口間距大于所述蛇形鎢加熱板(2)向外延伸末端的相鄰槽口間距。

一種方案，進(jìn)一步地，還包括若干與各所述加熱單元一一對應(yīng)的四邊形鎢卡環(huán)(4)和若干與各所述四邊形鎢卡環(huán)(4)一一對應(yīng)的四邊形鎢卡塊(1)，所述加熱單元的蛇形鎢加熱板(2)向外延伸的末端插入對應(yīng)的所述四邊形鎢卡環(huán)(4)，所述對應(yīng)的四邊形鎢卡塊(1)插入對應(yīng)的所述四邊形鎢卡塊(4)固定所述加熱單元的蛇形鎢加熱板(2)向外延伸的末端。

進(jìn)一步地，還包括若干與各所述四邊形鎢卡環(huán)(4)一一對應(yīng)的鎢電極爪(1)，所述鎢電極爪接合固定相對應(yīng)的所述四邊形鎢卡環(huán)(4)。

另一種方案，進(jìn)一步地，還包括若干與各所述加熱單元一一對應(yīng)的四邊形鎢卡環(huán)(4)和若干與各所述四邊形鎢卡環(huán)(4)一一對應(yīng)的四邊形鎢卡塊(1)，所述四邊形鎢卡環(huán)(4)均固接于所述中心盤，所述加熱單元的蛇形鎢加熱板(2)固接至中心盤的一端均插入對應(yīng)的所述四邊形鎢卡環(huán)(4)，所述對應(yīng)的四邊形鎢卡塊(1)插入對應(yīng)的所述四邊形鎢卡塊(4)固將所述加熱單元均一端固接于所述中心盤。

進(jìn)一步的，本實(shí)用新型還提供了一種單晶爐底部加熱器的技術(shù)方案，包括中心盤和環(huán)繞所述中心盤的加熱單元，所述中心盤底部單位面積的加熱功率小于所述加熱單元底部單位面積的加熱功率。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是：蛇形加熱器中槽間距從中心向外逐漸較小，使得電流流通截面積減小，電阻增加，熱量密度從內(nèi)向外逐漸增加，形成內(nèi)冷外熱的自然溫度梯度，符合藍(lán)寶石生長坩堝底部理想梯度的需求。同時(shí)，加熱器電阻增加，有利于降低能耗，提高工藝可控性，高效節(jié)能，晶體成品率大大提高；槽口存在的有利于應(yīng)力釋放，有助于抵抗高熱負(fù)荷下的變形，延長了加熱器的使用壽命。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型涉及實(shí)施例的立體圖；

圖2是本實(shí)用新型涉及實(shí)施例的俯視圖；

圖3是本實(shí)用新型涉及的電極爪與相關(guān)各部件的連接方式示意圖；

圖4是本實(shí)用新型涉及的鎢加熱板結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對本實(shí)用新型技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。

由圖1及圖2可見，本實(shí)用新型至少包括三個(gè)環(huán)形均勻分布的獨(dú)立加熱單元，各獨(dú)立加熱單元的共用負(fù)極為帶中心孔的圓鎢盤5。每個(gè)獨(dú)立加熱單元包括一個(gè)鎢電極爪1、四邊形鎢卡塊3、一片蛇形鎢加熱板2。由圖3可見，蛇形鎢加熱板的一端固定在鎢電極爪1、四邊形鎢卡塊3與U形鎢卡環(huán)4形成的四邊形孔內(nèi)。另一端固定在另一塊四邊形鎢卡塊卡3和U形鎢卡環(huán)4形成的四邊形孔內(nèi)。三個(gè)蛇形加熱單元通過兩片圓鎢盤5連接為整體，并形成閉環(huán)。正極與鎢電極爪1對接，負(fù)極與帶中心孔的圓鎢盤5對接。

圖4為本實(shí)用新型的加熱板為槽間距遞減的蛇形結(jié)構(gòu)，不限于蛇形結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)施例中：鎢電極爪1由兩塊L型匹配鎢板與隔板通過鉚釘6鉚接而成；

具體實(shí)施時(shí)，所述的制造鎢電極爪、四邊形鎢卡塊、蛇形鎢加熱板、U形鎢卡環(huán)和鎢圓盤的材料均為粉末冶金軋制后成型的金屬鎢板。

為確保溫場的均勻性和穩(wěn)定性，各獨(dú)立加熱單元組裝后，蛇形鎢加熱板在加熱器中周向均勻分布。同時(shí)，每個(gè)蛇形鎢加熱板2的形狀和電學(xué)性能指標(biāo)一致。

其中，a)加熱器至少包括三個(gè)周向均勻分布的獨(dú)立加熱單元，各獨(dú)立加熱單元的共用負(fù)極為帶中心孔的圓鎢盤；

b)每個(gè)獨(dú)立加熱單元包括一個(gè)鎢電極爪、四邊形鎢卡塊、蛇形鎢加熱板，U形鎢卡環(huán)。其中，可變發(fā)熱量的蛇形鎢加熱板一端利用一個(gè)四邊形鎢卡塊固定在鎢電極爪與U形鎢卡環(huán)形成的四邊形孔內(nèi)，另一端同樣利用一個(gè)四邊形鎢卡塊固定在U形鎢卡環(huán)與帶中心孔的圓鎢盤之間。

c)正極與鎢電極爪對接，負(fù)極與帶中心孔的圓鎢盤對接；

在本實(shí)用新型中：鎢電極爪一端設(shè)有固為一體的鎢片，鎢片為L型，鎢電極爪通過鎢片與U型鎢卡環(huán)焊接在一起；所述的鎢電極爪由兩塊L型匹配鎢板與隔板鉚接而成，蛇形鎢加熱板的一端被一塊四邊形鎢卡塊卡在鎢電極爪與U形鎢卡環(huán)形成的四邊形孔內(nèi)。

在本實(shí)用新型中：所述的制造鎢電極爪、四邊形鎢卡塊、蛇形鎢加熱板、U形鎢卡環(huán)和鎢圓盤的材料均為粉末冶金軋制后成型的金屬鎢板。

在本實(shí)用新型中：所述的加熱器包括三個(gè)周向均勻分布的獨(dú)立加熱單元，零極均通過一個(gè)四邊形鎢卡塊固定在U形鎢卡環(huán)與帶孔的圓鎢盤之間，周向均勻分布。

在本實(shí)用新型中：各獨(dú)立加熱單元組裝后，蛇形鎢加熱板在加熱器中周向均勻分布，每個(gè)蛇形鎢加熱板的形狀和電學(xué)性能指標(biāo)一致。

如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)表示和表述了本實(shí)用新型，但其不得解釋為對本實(shí)用新型自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本實(shí)用新型的精神和范圍前提下，可對其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。