專(zhuān)利名稱(chēng)：一種內(nèi)襯復(fù)合式耐高溫坩堝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種耐高溫坩堝，具體是一種可重復(fù)使用的內(nèi)襯復(fù)合式耐高溫鑰坩堝。
背景技術(shù)：
藍(lán)寶石晶體由于具有高強(qiáng)度、高硬度，耐高溫、耐磨擦、化學(xué)穩(wěn)定性好等一系列優(yōu)良的綜合物化性能，是GaN基LED外延生長(zhǎng)的商業(yè)化襯底材料，占市場(chǎng)95%，是半導(dǎo)體照明技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料。藍(lán)寶石晶體的熔點(diǎn)高達(dá)2050攝氏度，生長(zhǎng)極其困難，直徑200mm以上的藍(lán)寶石晶體主要有泡生法和熱交換法，熱交換法是目前世界上穩(wěn)定生長(zhǎng)最大尺寸和最高光學(xué)質(zhì)量的 藍(lán)寶石晶體的唯一方法。但是熱交換法中采用的耐高溫鑰坩堝制造成本非常昂貴，加工難度極大，世界上目前只有兩家公司能夠生產(chǎn)出質(zhì)量可靠的坩堝。目前在熱交換法設(shè)備上所使用的耐高溫鑰坩堝是采用旋壓法制備而成的，該方法是通過(guò)旋輪作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，加壓于隨芯模沿同一軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)的高純度鑰板上，使其產(chǎn)生連續(xù)局部塑性成形，成為所需要的空心回轉(zhuǎn)件的成形方法，該方法制備的坩堝主要缺陷是破裂、皺折、局部變形、壓痕等。同時(shí)，現(xiàn)有鑰坩堝制備技術(shù)在制備高度大于500mm以上的大型坩堝時(shí)遇到了極大地技術(shù)挑戰(zhàn)，直接限制了大尺寸高重量的藍(lán)寶石晶體的生產(chǎn)?，F(xiàn)有鑰坩堝的制作方法主要有兩種，粉末冶金熱壓成形和鑰板焊接法。用粉末冶金熱壓成形法制作鑰坩堝，所形成的鑰坩堝壁較厚，整體笨重，不易搬動(dòng)；制造大型鑰坩堝時(shí)，難以獲得致密度高的坩堝；高度比較高的鑰坩堝容易變形。而采用鑰板焊接制作鑰坩堝，其鍋底采用冷壓技術(shù)制作，由于鑰材料屬于硬脆材料，在低溫下延展性不好，所以加工成的鑰坩堝尺寸較小，不能滿(mǎn)足大尺寸藍(lán)寶石晶體生長(zhǎng)的需要。此外焊接法制造坩堝時(shí)容易因?yàn)樘摵付a(chǎn)生鍋漏。而現(xiàn)有熱交換法由于鑰坩堝為一次性使用，造成藍(lán)寶石晶體生產(chǎn)成本的上升，不利于節(jié)能減排。因?yàn)闊峤粨Q法生長(zhǎng)藍(lán)寶石時(shí)，部分凝固的原料會(huì)與鑰坩堝粘連在一起，而坩堝所使用的鑰材料有硬脆的特性，無(wú)法在不損傷坩堝的情況下將晶錠從坩堝中取出，同時(shí)也難以清潔坩堝以便繼續(xù)使用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種內(nèi)襯復(fù)合式耐高溫坩堝，能實(shí)現(xiàn)坩堝的循環(huán)使用，大大降低了藍(lán)寶石晶體的生產(chǎn)成本，有利于節(jié)能減排，也可用于大尺寸高重量的藍(lán)寶石晶體的生產(chǎn)。本實(shí)用新型的技術(shù)路線(xiàn)是—種內(nèi)襯復(fù)合式耐高溫坩堝，其特征在于所述坩堝包含鑰坩堝和坩堝內(nèi)襯，坩堝內(nèi)襯緊密套接于鑰坩堝內(nèi)，該坩堝內(nèi)襯的底部開(kāi)有籽晶容納孔。所述坩堝內(nèi)襯的側(cè)壁高度與鑰坩堝平齊。所述坩堝內(nèi)襯的側(cè)壁高度高于鑰坩堝。[0010]所述坩堝內(nèi)襯由板材彎折形成。所述坩堝內(nèi)襯由同心環(huán)形鍋底和板材彎折而成的筒壁組成，鍋底和筒壁焊接固定。本實(shí)用新型由于使用了復(fù)合式坩堝內(nèi)襯，一舉解決了鑰坩堝一次性使用造成的藍(lán)寶石晶體制造成本過(guò)高的技術(shù)問(wèn)題，所用的坩堝內(nèi)襯由鑰板材彎折而成，可通過(guò)鉚釘、焊接或兩者結(jié)合的方式固定。由于坩堝內(nèi)襯與熱源不是直接接觸，而是通過(guò)鑰坩堝間接換熱，因此，鍋底與筒壁間的焊接部分不會(huì)由于過(guò)熱而脫底。還可在筒壁外側(cè)設(shè)置加強(qiáng)筋，以加強(qiáng)連接部分的強(qiáng)度。坩堝內(nèi)襯的上部?jī)H用于盛放氧化鋁原料，當(dāng)原料在高溫2050°C時(shí)融化后由于體積的收縮而不接觸高溫熔體，在結(jié)晶過(guò)程中起到后加熱器的作用，因此，坩堝內(nèi)襯與鑰坩堝的高度比例關(guān)系可根據(jù)實(shí)際需要來(lái)確定。
圖I為本實(shí)用新型內(nèi)襯復(fù)合式耐高溫坩堝結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型內(nèi)襯復(fù)合式耐高溫坩堝結(jié)構(gòu)展開(kāi)示意圖。圖3為本實(shí)用新型高內(nèi)襯復(fù)合式耐高溫坩堝結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型筒壁結(jié)構(gòu)示意圖。其中，鑰坩堝I，坩堝內(nèi)襯2，坩堝內(nèi)襯3，鉚釘4，鍋底20，筒壁21。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。實(shí)施例一如圖I、圖2和圖4所示，內(nèi)襯復(fù)合式耐高溫坩堝包含鑰坩堝I和坩堝內(nèi)襯2，坩堝內(nèi)襯2緊密套接于鑰坩堝I內(nèi)，側(cè)壁高度與鑰坩堝平齊。坩堝內(nèi)襯2由圓環(huán)形鍋底20和由鑰板材彎折成的筒壁21組成，其中鍋底20和筒壁21通過(guò)焊接固定，筒壁21通過(guò)鑰板材彎折后鉚釘4固定或焊接固定。實(shí)施例二如圖2、圖3和圖4所示，與實(shí)施例一不同的是坩堝內(nèi)襯2的側(cè)壁高度大于鑰坩堝I的側(cè)壁高度。本實(shí)用新型不僅僅局限于上述實(shí)施例，凡是包含坩堝內(nèi)襯的耐高溫坩堝皆應(yīng)認(rèn)為落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種內(nèi)襯復(fù)合式耐高溫坩堝，其特征在于所述坩堝包含鑰坩堝和坩堝內(nèi)襯，坩堝內(nèi)襯緊密套接于鑰坩堝內(nèi)，該坩堝內(nèi)襯的底部開(kāi)有籽晶容納孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)襯復(fù)合式耐高溫坩堝，其特征在于所述坩堝內(nèi)襯的側(cè)壁高度與鑰坩堝平齊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)襯復(fù)合式耐高溫坩堝，其特征在于所述坩堝內(nèi)襯的側(cè)壁高度高于鑰坩堝。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)襯復(fù)合式耐高溫坩堝，其特征在于所述坩堝內(nèi)襯由板材彎折 形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的內(nèi)襯復(fù)合式耐高溫坩堝，其特征在于所述坩堝內(nèi)襯由同心環(huán)形鍋底和板材彎折而成的筒壁組成，鍋底和筒壁焊接固定。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種耐高溫坩堝，具體是一種可重復(fù)使用的內(nèi)襯復(fù)合式耐高溫坩堝，所述坩堝包含鉬坩堝和坩堝內(nèi)襯，坩堝內(nèi)襯緊密套接于鉬坩堝內(nèi)，該坩堝內(nèi)襯的底部開(kāi)有籽晶容納孔。能實(shí)現(xiàn)坩堝的循環(huán)使用，大大降低了藍(lán)寶石晶體的生產(chǎn)成本，有利于節(jié)能減排，也可用于大尺寸高重量的藍(lán)寶石晶體的生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C30B35/00GK202543393SQ20122006760
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者吳云才, 周?chē)?guó)清, 羅慶波, 虞希高 申請(qǐng)人:浙江上城科技有限公司