一種藍(lán)寶石長晶爐中鎢坩堝的支撐方法及鎢坩堝支撐裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種藍(lán)寶石長晶爐中鎢坩堝的支撐方法及鎢坩堝支撐裝置，屬于藍(lán)寶 石材料制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 如圖1所示，現(xiàn)有的藍(lán)寶石長晶爐包括設(shè)置在爐體內(nèi)部的發(fā)熱體1、支撐桿2、鎢托 盤3和鎢坩堝4 ;鎢托盤3設(shè)置在支撐桿2的一端上，鎢坩堝4設(shè)置在鎢托盤3上且鎢坩堝 4位于發(fā)熱體1的內(nèi)部，工作時，通過發(fā)熱體1對鎢坩堝4進(jìn)行加熱促使晶體生長。為提高 晶體的質(zhì)量，理論上需將鎢坩堝4放置在發(fā)熱體1的中心位置，即鎢坩堝4與發(fā)熱體1的同 心度要一致，為保證鎢坩堝4與發(fā)熱體1的同心度，現(xiàn)有的藍(lán)寶石長晶爐中是將先將鎢托盤 3設(shè)置在發(fā)熱體1的中心位置上，再通過鎢托盤3與鎢坩堝4之間進(jìn)行緊配合從而保證鎢坩 堝與發(fā)熱體的同心度。
[0003] 在實(shí)際工作過程中，由于爐內(nèi)溫度可高達(dá)2000多度且加工一爐的時間會長達(dá)10 至20天左右，在這種情況下，發(fā)熱體在使用一段時間后會發(fā)生變形(如圖中虛線所示)，這時 鎢托盤與鎢坩堝就不能保證同心度，需要將鎢坩堝在水平上移動進(jìn)行中心調(diào)整，但是，由于 現(xiàn)有技術(shù)中的鎢托盤與鎢坩堝之間是通過緊配合連接的，從而現(xiàn)有技術(shù)中的鎢坩堝就無法 進(jìn)行水平方向上的調(diào)整。
[0004] 授權(quán)公告號為CN202090095U，授權(quán)公告日為2011年12月28日的中國實(shí)用新型專 利公開了一種單一組分氧化物晶體生長用坩堝，具有相連的鍋壁和鍋底，所述鍋壁呈圓柱 筒，其內(nèi)表面為倒置的第一截錐面，外表面為直圓柱筒面；以及所述鍋底被構(gòu)造成：其上表 面為倒置的第二截錐面或倒置的尖錐面，其下表面具有在鍋底中央的定位部、及圍繞所述 定位部的倒置的第三截錐面。
[0005] 根據(jù)上述專利文獻(xiàn)中的第【0021】段及附圖1可知，該專利文獻(xiàn)中的鎢坩堝是通過 其底部的凹槽與支撐架(相當(dāng)于鎢托盤）之間進(jìn)行緊配合，使得鎢坩堝不易偏離加熱系統(tǒng)的 中心的。
[0006] 授權(quán)公告號為CN201962404U，授權(quán)公告號為2011年9月7日的中國實(shí)用新型專 利公開了一種藍(lán)寶石單晶爐，包括坩堝和用于支撐所述坩堝的支架，其還包括坩堝托，所述 坩堝托的下端與所述支架連接，所述坩堝托的上端設(shè)有呈錐形的凸臺，所述坩堝的底部設(shè) 有與所述凸臺相配合的呈錐形的內(nèi)凹結(jié)構(gòu)。
[0007] 上述專利文獻(xiàn)是通過將坩堝底部的錐形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)與坩堝托上端的錐形凸臺進(jìn)行 緊配合來達(dá)到較高的同心度要求的。
[0008] 由此，可以看出，上述兩篇專利文獻(xiàn)中的鎢托盤與鎢坩堝之間均是通過緊配合連 接的，因此，當(dāng)發(fā)熱體發(fā)生變形后，上述兩篇專利文獻(xiàn)中的鎢坩堝均無法在水平上進(jìn)行中心 位置調(diào)整。
[0009] 綜上，如何設(shè)計一種鎢坩堝的支撐方法及鎢坩堝支撐裝置，使其在加熱體變形后， 還能在水平上再次進(jìn)行中心位置的調(diào)整以確保鎢坩堝與發(fā)熱體的同心度是急需解決的技 術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種藍(lán)寶石長晶 爐中鎢坩堝的支撐方法及鎢坩堝支撐裝置，其能在加熱體變形后，還能在水平上再次進(jìn)行 中心位置的調(diào)整以確保鎢坩堝與發(fā)熱體的同心度。
[0011] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：一種藍(lán)寶石長晶爐中鎢坩堝 的支撐方法，所述支撐方法是先在鎢坩堝的底部設(shè)置凸臺，在鎢托盤的頂面上設(shè)置凹槽，再 在鎢托盤上的凹槽中設(shè)置有氧化鋯沙，最后通過將鎢坩堝的凸臺插入到鎢托盤的凹槽中且 所述鎢坩堝的凸臺與氧化鋯沙相支撐接觸使得鎢坩堝支撐在鎢托盤上；此時，鎢坩堝的凸 臺的外側(cè)面與鎢托盤的凹槽的內(nèi)側(cè)面之間留有間隙L1，鎢坩堝的底面與鎢托盤的頂面之間 也留有間隙L2, L1設(shè)置為1mm至4mm，L2設(shè)置為1mm至10mm，從上到下的支撐順利依次為鎢 坩堝、氧化鋯沙和鎢托盤或所述支撐方法是先在鎢托盤的頂面上設(shè)置凸臺，在鎢坩堝的底 部設(shè)置凹槽，再在鎢托盤的凸臺上設(shè)置氧化鋯片，最后通過將鎢托盤的凸臺插入到鎢坩堝 的凹槽中且所述鎢托盤的凸臺與氧化鋯片相支撐接觸使得鎢坩堝支撐在鎢托盤上；此時， 鎢托盤的凸臺的外側(cè)面與鎢坩堝的凹槽的內(nèi)側(cè)面之間留有間隙L3,鎢坩堝的底面與鎢托盤 的頂面之間也留有間隙L4, L3設(shè)置為1mm至3mm，L4設(shè)置為1mm至4mm,從上到下的支撐順 利依次為鎢坩堝、氧化鋯片和鎢托盤。
[0012] 優(yōu)選的，當(dāng)將氧化鋯設(shè)置到鎢托盤上的凹槽中時，所述氧化鋯沙采用的是20目至 200目的粗氧化鋯沙，粗氧化鋯沙是灑放到鎢托盤上的凹槽中的。
[0013] 優(yōu)選的，當(dāng)將粗氧化鋯沙灑放到鎢托盤上的凹槽中時，粗氧化鋯沙在凹槽中不同 位置的灑放量與鎢坩堝的凸臺的底面形態(tài)以及鎢托盤的凹槽的底面形態(tài)相匹配。
[0014] 優(yōu)選的，在鎢托盤的頂面上涂抹納米氧化鋯。
[0015] 優(yōu)選的，所述鎢坩堝采用的是一種鍋底加厚的鎢坩堝，鍋底加厚后鎢坩堝的鍋底 厚度是原鎢坩堝的鍋底厚度的1. 1倍至1. 7倍。
[0016] 本發(fā)明還公開一種鎢坩堝支撐裝置，包括鎢坩堝、鎢托盤和支撐桿，所述鎢托盤的 底面設(shè)置在支撐桿的一端上，支撐桿的另外一端設(shè)置在爐底上，在所述鎢坩堝的底部設(shè)置 有凸臺，在鎢托盤的頂面上設(shè)置有凹槽，在鎢托盤的凹槽中設(shè)置有氧化鋯沙；通過將鎢坩堝 的凸臺插入到鎢托盤的凹槽中且所述鎢坩堝的凸臺與氧化鋯沙相支撐接觸使得鎢坩堝支 撐在鎢托盤上，此時，鎢坩堝的凸臺的外側(cè)面與鎢托盤的凹槽的內(nèi)側(cè)面之間留有間隙，鎢坩 堝的底面與鎢托盤的頂面之間也留有間隙或在鎢托盤的頂面上設(shè)置凸臺，在鎢托盤的底部 設(shè)置凹槽，在鎢托盤的凸臺上設(shè)置氧化鋯片；通過將鎢托盤的凸臺插入到鎢坩堝的凹槽中 且所述鎢坩堝的凹槽與氧化鋯片相支撐接觸使得鎢坩堝支撐在鎢托盤上；此時，鎢托盤的 凸臺的外側(cè)面與鎢坩堝的凹槽的內(nèi)側(cè)面之間留有間隙，鎢坩堝的底面與鎢托盤的頂面之間 也留有間隙。
[0017] 優(yōu)選的，所述凸臺為圓錐凸臺，所述凹槽為圓柱狀凹槽。
[0018] 優(yōu)選的，在爐底上設(shè)置有定位塊，在所述定位塊上設(shè)置有氧化鋯磚，所述支撐桿的 另外一端插入氧化鋯磚中且與定位塊相接觸。
[0019] 優(yōu)選的，所述支撐桿為實(shí)心柱體，在所述支撐桿的一端上開有支撐桿凹槽。
[0020] 優(yōu)選的，在所述支撐桿的另外一端上也開有支撐桿凹槽。
[0021] 本發(fā)明的有益效果在于：通過本發(fā)明使得鎢坩堝能在加熱體變形后，在水平上再 次進(jìn)行中心位置的調(diào)整以確保鎢坩堝與發(fā)熱體的同心度；本發(fā)明中鎢坩堝不與鎢托盤直 接接觸，從而不會發(fā)生鎢坩堝與鎢托盤相互粘接的現(xiàn)象，取鍋時，直接將鎢坩堝吊起取出即 可，避免了發(fā)生因敲擊造成鎢坩堝損壞的現(xiàn)象；通過凸臺與凹槽之間對鎢坩堝形成水平方 向上的限位結(jié)構(gòu)，使得鎢坩堝不會在發(fā)生跑鍋現(xiàn)象時與發(fā)熱體接觸，避免了爐子發(fā)生短路 現(xiàn)象同時也避免了晶體與鎢坩堝粘接的現(xiàn)象；通過結(jié)構(gòu)設(shè)計能將納米氧化鋯沙替換為粗氧 化鋯沙，降低了去除鋯沙的難度，提高了生產(chǎn)效率且避免了因采用車加工或磨削去除鋯沙 而導(dǎo)致鎢坩堝損壞現(xiàn)象的發(fā)生，降低了生產(chǎn)成本；通過對粗氧化鋯沙的灑放量的控制，能夠 緩解一部分因為鎢坩堝或者鎢托盤變形而導(dǎo)致的鎢坩堝不穩(wěn)定的現(xiàn)象；通過加厚鍋底，能 避免鎢坩堝內(nèi)翻花現(xiàn)象的產(chǎn)生。
【附圖說明】
[0022] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中爐內(nèi)位于鎢坩堝處的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中的鎢坩堝支撐裝置沿支撐桿軸向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖2中A部的放大結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本發(fā)明實(shí)施例2中的鎢坩堝支撐裝置沿支撐桿軸向的剖視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為圖4中B部的放大結(jié)構(gòu)示意圖； 圖中：1.發(fā)熱體，2.支撐桿，3.鎢托盤，4.鎢坩堝，5.凸臺，6.凹槽，7.氧化鋯沙， 8.隔熱下屏，9.納米氧化鋯，10.爐底，11.定位塊，12.氧化鋯磚，13.支撐桿凹槽，14. 氧化鋯片。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)的闡述。
[0024] 實(shí)施例1 :如圖2和圖3所示，一種藍(lán)寶石長晶爐中鎢坩堝的支撐方法，所述支撐 方法是先在鎢坩堝4的底部設(shè)置凸臺5,在鎢托盤3的頂面上設(shè)置凹槽6,再在鎢托盤3上 的凹槽6中設(shè)置氧化鋯沙7,最后通過將鎢坩堝4的凸臺5插入到鎢托盤3的凹槽6中且所 述鎢坩堝4的凸臺5與氧化鋯沙7相支撐接觸使得鎢坩堝4支撐在鎢托盤3上；此時，鎢坩 堝4的凸臺5的外側(cè)面與鎢托盤3的凹槽6的內(nèi)側(cè)面之間留有間隙L1，鎢坩堝4的底面與 鎢托盤3的頂面之間也留有間隙L2,從上到下的支撐順利依次為鎢坩堝4、氧化鋯沙7和鎢 托盤3。L1設(shè)置為lmm、2.5mm或4mm，L2設(shè)置為或10mm。支撐好后，凸臺5底面 到凹槽6底面之間的距離為1mm至6mm，其中L1小于鎢坩堝4的外側(cè)面與外熱體1的內(nèi)側(cè) 面之間的距離。采用上述結(jié)構(gòu)，使得鎢坩堝的凸臺與鎢托盤的凹槽之間留有調(diào)整間隙，當(dāng)加 工完一爐加熱體發(fā)生變形后，鎢坩堝可以方便的在水平方向上移動進(jìn)行中心位置的調(diào)整， 以確保鎢坩堝與發(fā)熱體的同心度。另