本實(shí)用新型屬于晶體生長設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種泡生法制備藍(lán)寶石晶體設(shè)備的加熱裝置。

背景技術(shù)：

藍(lán)寶石俗稱剛玉，具有優(yōu)良的機(jī)械、光學(xué)、化學(xué)、電學(xué)特性，并且能夠耐高溫，抗輻射被廣泛用于耐磨器件、光學(xué)窗口、襯底材料、導(dǎo)彈整流罩等領(lǐng)域。

泡生法，又稱柴氏法，KY 法，是目前大尺寸、高質(zhì)量塊狀藍(lán)寶石單晶批量生產(chǎn)的主流方法。泡生法藍(lán)寶石晶體生長爐主要由加熱系統(tǒng) ( 加熱、控溫 )、保溫系統(tǒng) ( 隔熱屏 )、真空控制系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng) ( 提拉、旋轉(zhuǎn) )、冷卻系統(tǒng)等構(gòu)成 ；晶體制備過程主要包括化料、長晶、退火及冷卻等，該方法的優(yōu)勢(shì)在于晶體直徑較大，可以長到距離坩堝 10 ～ 20mm 處，不與坩堝接觸使得晶體內(nèi)部熱應(yīng)力顯著降低，大大減少了晶體破裂的發(fā)生 ；長晶過程中晶體內(nèi)部溫度梯度較小，能夠有效地降低殘余應(yīng)力，獲得低位錯(cuò)密度單晶 ；該方法的缺點(diǎn)在于晶體內(nèi)部容易出現(xiàn)氣泡，破裂等晶體缺陷，生產(chǎn)周期長以及高功耗。

現(xiàn)有的泡生法制備藍(lán)寶石的加熱裝置，多為單層圓周設(shè)置的鎢棒，加熱裝置的溫度為整體控制，比較容易因溫度控制不當(dāng)，導(dǎo)致晶體靠近凝固界面附近發(fā)生回熔現(xiàn)象。提高加熱裝置的穩(wěn)定性和可操控性，是提高藍(lán)寶石質(zhì)量的重要保障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是如何更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)泡生法制備藍(lán)寶石晶體的爐體加熱裝置的溫度控制。

具體的，采用的技術(shù)方案為：

一種泡生法制備藍(lán)寶石晶體設(shè)備的加熱裝置，所述加熱裝置的加熱主體包括第一組加熱體、第二組加熱體，所述第一組加熱體設(shè)置在坩堝的外圍，所述第二組加熱體設(shè)置于第一組加熱體的外圍；所述第一組加熱體由多層傾斜加熱體組成，其中側(cè)面位于最上一層和底面位于最外一層的加熱體向內(nèi)傾斜，側(cè)面位于最下一層和底面位于最內(nèi)一層的加熱體向外傾斜，且側(cè)面相鄰的兩層加熱體之間傾斜方向相反，底面相鄰的兩層加熱體之間傾斜方向相反，所有傾斜加熱體的傾斜角均為3-5°；所述第二組加熱體由多層側(cè)面豎直的加熱體和多層底面水平的加熱體組成，分別設(shè)置于第一組加熱體側(cè)面相鄰兩層傾斜加熱體間隔的外側(cè)和底面相鄰兩層傾斜加熱體間隔的下方；

所述加熱裝置還包括圓環(huán)形的用于連接每一層加熱體的鎢環(huán)，每一層的加熱體均固定在同一個(gè)鎢環(huán)上，第一組加熱體側(cè)面最上層的一層加熱體頂端通過銅法蘭連接在一起，除底面最內(nèi)層的一層加熱體末端通過鎢環(huán)連接在一起外，其余各層加熱體均為中部通過鎢環(huán)連接，側(cè)面豎向和底部半徑上整體呈L形分布的加熱體之間通過鎢絲進(jìn)行連接；

第二組加熱體的連接方式與第一組加熱體相同。

本實(shí)用新型具有如下有益效果：本實(shí)用新型通過將傳統(tǒng)的鎢棒替換為短鎢棒作為加熱體，側(cè)面鎢棒布置由鎢棒圓周密排改為多層傾斜的短鎢棒圓周傾斜密排設(shè)置，雖然增加了正負(fù)極的連接線路，但是通過多層傾斜鎢棒加熱體的設(shè)計(jì)，對(duì)各層的熱能進(jìn)行交叉利用，同時(shí)利用最上層加熱體、最下層加熱體和底部最外層加熱體的傾斜鎖定作用，將熱能所在加熱體構(gòu)造的熱空間內(nèi)，同時(shí)在第一組加熱體外部設(shè)置第二組單獨(dú)控制的加熱體，對(duì)傾斜加熱體層間隙供熱進(jìn)行補(bǔ)充和調(diào)整，兩組加熱體能夠分別控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的更精細(xì)調(diào)控，能夠有效避免溫度過高或過低而影響晶體生長或晶體質(zhì)量。另外加熱體鎢棒分層設(shè)置，每層采用單獨(dú)的鎢環(huán)進(jìn)行連接固定和支撐，增加了加熱裝置的構(gòu)架穩(wěn)定性。鎢絲的強(qiáng)度和連接方式并非本實(shí)用新型的改造重點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1為第一組加熱體，2為第二組加熱體。

具體實(shí)施方式

下面的實(shí)施例可以使本領(lǐng)域技術(shù)人員更全面地理解本實(shí)用新型，但不以任何方式限制本實(shí)用新型。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種泡生法制備藍(lán)寶石晶體設(shè)備的加熱裝置，所述加熱裝置的加熱主體包括第一組加熱體1、第二組加熱體2，所述第一組加熱體1設(shè)置在坩堝的外圍，所述第二組加熱體2設(shè)置于第一組加熱體1的外圍；所述第一組加熱體1由多層傾斜加熱體組成，其中側(cè)面位于最上一層和底面位于最外一層的加熱體向內(nèi)傾斜，側(cè)面位于最下一層和底面位于最內(nèi)一層的加熱體向外傾斜，且側(cè)面相鄰的兩層加熱體之間傾斜方向相反，底面相鄰的兩層加熱體之間傾斜方向相反，所有傾斜加熱體的傾斜角均為3-5°；所述第二組加熱體2由多層側(cè)面豎直的加熱體和多層底面水平的加熱體組成，分別設(shè)置于第一組加熱體1側(cè)面相鄰兩層傾斜加熱體間隔的外側(cè)和底面相鄰兩層傾斜加熱體間隔的下方；

所述加熱裝置還包括圓環(huán)形的用于連接每一層加熱體的鎢環(huán)，每一層的加熱體均固定在同一個(gè)鎢環(huán)上，第一組加熱體1側(cè)面最上層的一層加熱體頂端通過銅法蘭連接在一起，除底面最內(nèi)層的一層加熱體末端通過鎢環(huán)連接在一起外，其余各層加熱體均為中部通過鎢環(huán)連接，側(cè)面豎向和底部半徑上整體呈L形分布的加熱體之間通過鎢絲進(jìn)行連接；

第二組加熱體2的連接方式與第一組加熱體1相同。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，以上實(shí)施例僅是示例性實(shí)施例，在不背離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行多種變化、替換以及改變。