本實用新型涉及人工晶體制備領(lǐng)域，具體涉及一種使用EFG法拉制多片寶石晶體時的籽晶夾持器。

背景技術(shù)：

藍(lán)寶石 (Sapphire) 是一種氧化鋁 (αA1₂0₃) 的單晶，又稱為剛玉。剛玉晶體具有優(yōu)良的光學(xué)、電學(xué)和機(jī)械性能，其硬度僅次于鉆石。具有機(jī)械強度高、高溫化學(xué)性能穩(wěn)定、導(dǎo)熱性好、高絕緣性、小摩擦系數(shù)等特點。藍(lán)寶石被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體器件、光電子器件、激光器、真空器件、精密機(jī)械等。特別是含Ti⁴⁺藍(lán)寶石，是優(yōu)異的固體寬帶調(diào)諧激光材料，可制作超強的飛秒量級可調(diào)諧激光器。高質(zhì)量寶石晶體的人工合成是人們研究的重要領(lǐng)域。

人工制備藍(lán)寶石晶體材料目前己有很多種方法，主要有:泡生法（Kyropolous ，簡稱 Ky 法)、導(dǎo)模法(即 Edge Defined Film-fed Growth techniques ，簡稱 EFG 法)、熱交換法(即 Heat Exchange Method，簡稱 HEM 沾)，提拉法（Czochralski )，布里奇曼法 CBridgman )，坩堝下降法等。以EFG法為例，制造方法大致如下：將氧化鋁原料裝入鎢鉬坩堝內(nèi)，加熱熔融，在坩堝內(nèi)部放入特定的模具，模具開有適當(dāng)寬度的孔或槽。由于氧化鋁與模具之間具有浸潤性，故在毛細(xì)作用下，溶液可爬升至模具頂端，并在模具頂部形成一層薄膜。

籽晶夾持器的軸端連接裝置與籽晶軸連接，籽晶固定于籽晶夾持器主體上，移動籽晶軸使籽晶夾持器下端的籽晶與模具上表面的氧化鋁薄膜接觸。籽晶通過籽晶軸以一定速度向上提拉、不斷提升，待其脫離高溫區(qū)域后，晶體即結(jié)晶形成固態(tài)晶體。借助毛細(xì)作用可實現(xiàn)持續(xù)供料，由此實現(xiàn)連續(xù)的晶體拉制。

由此可見，在藍(lán)寶石單晶材料的制備過程中，籽晶夾持器是重要的部件。在拉制晶體的過程中，籽晶需要始終保持相對準(zhǔn)確的位置，同時還需確保在晶體的拉制過程中晶體不會脫落，避免因晶體掉落引起的生產(chǎn)事故。

籽晶夾持器目前較常用的是捆綁式籽晶夾持器，籽晶為長方體，在長方體的一側(cè)開一個缺口，籽晶半嵌于籽晶夾持器下端，用鎢錸絲將籽晶固定在籽晶夾持器上。這種捆綁式籽晶夾持器存在如下缺點：

a、由于鎢錸絲相對較硬，在捆綁過程中不易將籽晶綁緊，在進(jìn)行引晶操作時其空間位置難以確定；

b、由于使用鎢錸絲捆綁，其在冷態(tài)時是一個緊固狀態(tài)，但在其進(jìn)入高溫區(qū)域后，隨著溫度的升高鎢錸絲會松動，進(jìn)而使籽晶松動，甚至脫落。如果在長晶過程中脫落，則會形成更大的安全生產(chǎn)事故；

c、由于使用鎢錸絲捆綁，使用一次后鎢錸絲斷裂，在進(jìn)行第二次使用時又需要重新捆綁，操作相對復(fù)雜，同時不能保證操作的統(tǒng)一性；

d、由于使用鎢錸絲捆綁，其與籽晶直接接觸，在用力捆綁的過程中容易對籽晶造成不太容易發(fā)現(xiàn)的暗裂紋，影響籽晶的強度，進(jìn)而導(dǎo)致在引晶或長晶過程中籽晶斷裂，形成大的生產(chǎn)事故，同時使籽晶的重復(fù)利用率下降。

因此，迫切需要設(shè)計一種新的籽晶夾持器。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于背景技術(shù)中存在的不足，本實用新型提供了一種全新的籽晶夾持器，以解決現(xiàn)有籽晶夾持器安裝不方便以及穩(wěn)定性差的問題。

本實用新型的籽晶夾持器采用如下技術(shù)方案：

一種籽晶夾持器，該籽晶夾持器具有一個籽晶夾持器主體，該籽晶夾持器主體由軸端連接塊、籽晶夾持器上部主體、籽晶夾持器前部主體和籽晶夾持器下部主體組成，通過連接件將籽晶夾持在籽晶夾持器上部主體、籽晶夾持器前部主體以及籽晶夾持器下部主體之間，軸端連接塊與籽晶夾持器上部主體相連接。

在上述籽晶夾持器中，所述的連接件可以是螺柱和螺絲，通過連接螺柱、螺母及間隔套將所述的籽晶夾持器上部主體與軸端連接塊相連接。

在上述籽晶夾持器中，通過鎖緊螺釘將軸端連接塊的上端與主軸相連接。

在上述籽晶夾持器中，通過上緊固螺釘將籽晶夾持器上部主體與籽晶夾持器前部主體相連接。

在上述籽晶夾持器中，通過下緊固螺釘將籽晶夾持器上部主體與籽晶夾持器下部主體相連接。

在上述籽晶夾持器中，在所述籽晶夾持器主體上設(shè)有一個或多個籽晶夾持位，在每個籽晶夾持位的上方設(shè)有限制籽晶上下自由度的籽晶上下方向鎖緊螺釘，在籽晶夾持位的一側(cè)設(shè)有限制籽晶左右自由度的籽晶左右方向鎖緊螺釘。

在上述籽晶夾持器中，籽晶的上端的一側(cè)設(shè)有凹槽，構(gòu)成限位臺階，籽晶夾持器主體的一側(cè)設(shè)有與該凹槽相匹配的凸臺。

在上述籽晶夾持器中，籽晶上下方向鎖緊螺釘以及籽晶左右方向鎖緊螺釘與籽晶之間設(shè)置籽晶間隔片。

在上述籽晶夾持器中，籽晶夾持器主體上設(shè)置若干個籽晶夾持位，各工位可以沿直線排布。

由于采用上述技術(shù)方案，本實用新型具有如下有益效果：

本實用新型的籽晶夾持器可實現(xiàn)快速拆卸、清潔、裝配、更換。同時能保證籽晶安全使用，避免籽晶斷裂。還可以提高籽晶的重復(fù)利用率，延長籽晶的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。與現(xiàn)有的捆綁式籽晶夾持器相比，不僅可以避免籽晶的松動掉落進(jìn)而引起事故，還大大降低了操作難度，使籽晶能夠安全可靠的使用。

【附圖說明】

圖1是本實用新型一個優(yōu)選實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型上述優(yōu)選實施例的左視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型上述優(yōu)選實施例的主視結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖中的標(biāo)號與部件名稱的對應(yīng)關(guān)系是：

1、軸端連接塊；2、連接螺柱；3、螺母；4、間隔套；5、籽晶上下方向鎖緊螺釘；6、籽晶夾持器上部主體；7、籽晶夾持器前部主體；8、籽晶間隔片；9、籽晶；10、鎖緊螺釘；11、上緊固螺釘；12、籽晶左右方向鎖緊螺釘；13、下緊固螺釘；14、籽晶夾持器下部主體。

【具體實施方式】

下面結(jié)合附圖1-3對本實用新型籽晶夾持器的一個優(yōu)選實施例做詳細(xì)說明。在該實施例中各主要部件是通過螺柱、螺釘實現(xiàn)連接的。顯然，也可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的其他連接件對籽晶夾持器中的主要部件進(jìn)行連接，例如卡槽或卡環(huán)等。

如附圖1所示，借助于鎖緊螺釘10將軸端連接塊1與上軸（未示出）連接。

通過連接螺柱2實現(xiàn)籽晶夾持器上部主體6與軸端連接塊1連接。

通過螺母3實現(xiàn)連接螺柱2的緊固。

間隔套4的作用是將軸端連接塊1與籽晶夾持器上部主體6間隔開，以便為籽晶上下方向鎖緊螺釘5的緊固和旋松提供操作空間。借助于籽晶上下方向鎖緊螺釘5可對籽晶9的上下自由度進(jìn)行調(diào)整。

籽晶夾持器前部主體7與籽晶夾持器上部主體6通過上緊固螺釘11連接。

籽晶夾持器下部主體14與籽晶夾持器上部主體6通過下緊固螺釘13連接。

采用籽晶間隔片8可將籽晶9與籽晶上下方向鎖緊螺釘5及籽晶左右方向鎖緊螺釘12間隔開來，用鎢鉬等耐高溫材料制作的籽晶間隔片8，既可以起到籽晶與螺釘之間的隔熱作用，又可以保護(hù)籽晶不受應(yīng)力的傷害，避免引起暗裂紋。

籽晶夾持器下部主體14用于對籽晶9進(jìn)行定位。

以下是采用本實用新型的籽晶夾持器拉制晶體在爐內(nèi)拉制藍(lán)寶石晶體的兩個實例：

1、在爐內(nèi)同時拉制多根8片厚度16mm，寬度100mm的藍(lán)寶石晶體。在引晶過程中能夠準(zhǔn)確的到達(dá)模具中心位置，順利的使籽晶引晶成功，拉制長度600mm后收尾、提斷、降溫冷卻。本籽晶夾持器能夠保證準(zhǔn)確引晶及正常拉制。拆爐后發(fā)現(xiàn)各個籽晶正常，經(jīng)檢驗單根籽晶承重4公斤完全正常。用線切割將籽晶切掉后，經(jīng)檢驗該籽晶完全符合再次使用的條件。本實例驗證了在多條晶板拉制的情況下能夠做到精確定位，同時單根籽晶可承重4公斤。

2、在爐內(nèi)同時拉制多根100片厚度1mm，寬度90mm的藍(lán)寶石晶體。在引晶過程中能夠準(zhǔn)確的到達(dá)模具中心位置，順利的使籽晶引晶成功，拉制長度800mm后收尾、提斷、降溫冷卻。本籽晶夾持器能夠保證籽晶準(zhǔn)確引晶及正常拉制。本實例驗證了在多條晶板拉制下能夠做到精確的定位，實現(xiàn)晶體的正常拉制，用線切割將籽晶切掉后，經(jīng)過檢測該籽晶完全符合再次使用的條件。