一種藍(lán)寶石晶體生長熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種藍(lán)寶石晶體生長熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，該熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)包括位于同一中心線的支撐座、生長箱及密封蓋，其中：生長箱，其位于支撐座上端面且外側(cè)套有感應(yīng)線圈，該生長箱包括中部具有容置空間的箱體、坩堝及模具，所述箱體固定于支撐座上，所述坩堝下方具有兩支撐環(huán)，該兩支撐環(huán)在坩堝與箱底之間形成坩堝的支撐構(gòu)架，所述模具放置于灌有氧化鋁原料的坩堝內(nèi)，而坩堝還具有與其匹配的坩堝蓋，該坩堝蓋設(shè)置有模具讓位孔。
【專利說明】一種藍(lán)寶石晶體生長熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種藍(lán)寶石晶體生長熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，按國際專利分類表(IPC)劃分屬于及寶石制造【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]導(dǎo)模法又稱邊緣限定一薄膜供料(Edge—Defined,Film—Fed Growth,簡(jiǎn)稱EFG)法，主要用于生長特定形狀的晶體，實(shí)際上它是提拉法的一種變形。由于單晶硬度高，難于加工，為減少后續(xù)的加工，六十年代以后發(fā)展了異型晶體生長技術(shù)，其原理是將一個(gè)高熔點(diǎn)的惰性模具放入熔體中，模具下部帶有細(xì)的管道，熔體由于毛細(xì)作用被吸引到模具的上表面，與籽晶接觸后既可隨著籽晶的提拉而不斷凝固，通過模具的上邊緣可以控制晶體的形狀，因此被稱為導(dǎo)模法，該工藝可用于各類異型藍(lán)寶石晶體。
[0003]隨著面板領(lǐng)域特別是手機(jī)面板領(lǐng)域應(yīng)用的不斷發(fā)展，藍(lán)寶石材質(zhì)面板在手機(jī)攝像頭，手機(jī)按鍵、手機(jī)面板、智能手表等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛，然而傳統(tǒng)導(dǎo)模法藍(lán)寶石晶體生長單個(gè)周期產(chǎn)出(兩片及以下)較低。為了增加單個(gè)周期產(chǎn)出，改進(jìn)設(shè)備熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)與單個(gè)周期產(chǎn)出有著直接關(guān)系。
[0004]由此，本發(fā)明人考慮對(duì)現(xiàn)有的藍(lán)寶石晶體生長熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，本案由此產(chǎn)生。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種藍(lán)寶石晶體生長熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明`是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種藍(lán)寶石晶體生長熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，該熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)包括位于同一中心線的支撐座、生長箱及密封蓋，其中:
支撐座，其位于地面之上，并對(duì)所述生長箱形成支撐構(gòu)架，該支撐座包括兩塊疊加設(shè)置的莫來石磚，其高度為200mm ；
生長箱，其位于支撐座上端面且外側(cè)套有感應(yīng)線圈，該生長箱包括中部具有容置空間的箱體、坩堝及模具，所述箱體固定于支撐座上，所述坩堝下方具有兩支撐環(huán)，該兩支撐環(huán)在坩堝與箱底之間形成坩堝的支撐構(gòu)架，所述模具放置于灌有氧化鋁原料的坩堝內(nèi)，而坩堝還具有與其匹配的坩堝蓋，該坩堝蓋設(shè)置有模具讓位孔；
密封蓋，其扣設(shè)于生長箱上，該密封蓋中部設(shè)置有階梯狀通孔，而該通孔內(nèi)設(shè)置有籽晶桿機(jī)構(gòu)，所述籽晶桿機(jī)構(gòu)一端伸至于模具上方，該籽晶桿機(jī)構(gòu)另一端與陶瓷桿連接，該陶瓷桿伸出于密封蓋外；
所述密封蓋內(nèi)設(shè)置有多個(gè)錐形通孔，該錐形通孔從密封蓋底部對(duì)稱延伸至密封蓋外側(cè)且內(nèi)徑逐漸減小。
[0007]進(jìn)一步，所述箱體包括箱底及箱壁，所述箱壁扣設(shè)與箱底上，而箱底上設(shè)置有與該箱壁內(nèi)徑一直的兩個(gè)氧化鋯塊，所述兩個(gè)氧化鋯塊相互疊加放置，所述坩堝通過支撐環(huán)放置于兩疊加設(shè)置的氧化鋯塊之上；所述箱壁內(nèi)側(cè)依次設(shè)置至有鋯環(huán)及發(fā)熱體，鋯環(huán)及發(fā)熱體均位于兩個(gè)氧化鋯塊之上，所述發(fā)熱體包括發(fā)熱體蓋，而所述籽晶桿機(jī)構(gòu)一端穿過發(fā)熱體蓋的中孔伸至于模具上方。
[0008]進(jìn)一步，所述坩堝下方的支撐環(huán)、發(fā)熱體下方與氧化鋯塊的之間分別設(shè)置有小墊塊。
[0009]進(jìn)一步，所述發(fā)熱體材質(zhì)為鎢或鑰，通過線圈感應(yīng)方式(電磁效應(yīng))使得發(fā)熱體發(fā)熱，該發(fā)熱體的厚度為6+0.1mm。
[0010]進(jìn)一步，所述鋯環(huán)為多個(gè)環(huán)形鋯塊疊加放置形成，壘加高度140_。
[0011]進(jìn)一步，所述箱壁從外至內(nèi)依次為石英桶及軟炭氈體，所述軟炭氈體為多層軟炭氈疊加形成，而軟炭氈層數(shù)無限制，將石英桶與鋯磚中間間隙填滿即可。
[0012]進(jìn)一步,所述感應(yīng)線圈為環(huán)形線圈，該感應(yīng)線圈與生長箱之間具有200mm縫隙,該感應(yīng)線圈兩端彎折至感應(yīng)線圈上方且呈平行排列；所述感應(yīng)線圈外側(cè)設(shè)置有四個(gè)定位桿及兩個(gè)定位板；所述四個(gè)定位桿均勻通過螺栓固定且分布于感應(yīng)線圈四周，每個(gè)定位桿上均直線排布有多個(gè)通孔；所述兩個(gè)定位板對(duì)稱分布于感應(yīng)線圈外側(cè)，每個(gè)定位板一端固定有彎折狀連接片，而該彎折狀連接片固定于感應(yīng)線圈上。
[0013]進(jìn)一步，所述模具為矩形模具。
[0014]進(jìn)一步，所述密封蓋包括保溫罩及炭氈組，所述保溫罩扣設(shè)于生長箱上端面上，而炭氈組貼敷于保溫罩設(shè)置，所述炭氈組上端面 設(shè)置有軟炭氈蓋。
[0015]進(jìn)一步，所述炭氈組包括多個(gè)疊加中層炭氈及頂部炭氈層數(shù)累加之后高度(約500mm)到達(dá)預(yù)設(shè)所需層數(shù)即可，所述軟炭氈蓋、頂部炭氈及中層炭氈中央均設(shè)置有通孔且內(nèi)徑依次減小，進(jìn)而形成階梯狀籽晶桿機(jī)構(gòu)容置通道。
[0016]進(jìn)一步，所述保溫罩為多層碳?xì)郑繗謱訑?shù)累加之后高度(約500_)到達(dá)預(yù)設(shè)所需層數(shù)即可。
[0017]進(jìn)一步，所述每個(gè)中層炭氈中央通孔為倒圓角的正方形且中層炭氈的厚度為40mmo
[0018]進(jìn)一步，所述籽晶桿機(jī)構(gòu)及陶瓷桿與生長箱位于同一中心線上，所述籽晶桿機(jī)構(gòu)上端通過桿狀連接扣與陶瓷桿連接。
[0019]進(jìn)一步，所述桿狀連接扣為一矩形連接環(huán)，所述籽晶桿機(jī)構(gòu)一端及陶瓷桿一端對(duì)接插入該連接環(huán)并通過螺栓鎖死，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)連接。
[0020]進(jìn)一步，所述籽晶桿機(jī)構(gòu)包括籽晶桿及設(shè)置于籽晶桿一端的籽晶頭。
[0021]進(jìn)一步，所述籽晶頭包括反射屏鑰片、反射屏鎢片、夾頭及籽晶，所述籽晶豎直固定于夾頭上，而夾頭固定于反射屏鎢片下方，所述反射屏鑰片設(shè)置于反射屏鎢片上方，所述反射屏鑰片與反射屏鎢片間隔設(shè)置并通過兩側(cè)的小套筒串起并固定于籽晶桿上，所述夾頭兩側(cè)設(shè)置有鑰絲，且該鑰絲制漿為0.5mm，所述設(shè)置于最頂層的反射屏鑰片上設(shè)置有頂部鑰絲，該頂部鑰絲直徑為0.2mm，其中所述反射屏鑰片、反射屏鎢片的數(shù)量分別為4片、I片組合體。
[0022]本發(fā)明有益的效果是:利用熱場(chǎng)各部件的相對(duì)位置的配合，使之達(dá)到散熱與保溫的均衡，在模具區(qū)域營造一個(gè)相對(duì)均勻且適宜晶體生長的溫度梯度。從而達(dá)到多片生長的目的。【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明去除籽晶桿機(jī)構(gòu)及保溫罩后的俯視圖；
圖3是本發(fā)明感應(yīng)圈結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明模具結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5是本發(fā)明發(fā)熱體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6是本發(fā)明密封蓋中的中層炭氈結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7是本發(fā)明籽晶桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是本發(fā)明籽晶桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)主視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
實(shí)施例:請(qǐng)參閱圖1至圖8所示，一種藍(lán)寶石晶體生長熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，該熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)包括位于同一中心線的支撐座1、生長箱Al及密封蓋A2，其中:
請(qǐng)參閱圖1至圖8所示，支撐座1，其位于地面之上，并對(duì)所述生長箱形成支撐構(gòu)架，該支撐座I包括兩塊疊加設(shè)置的莫來石磚，其高度200_。
[0025]請(qǐng)參閱圖1至圖8所示，生長箱Al，其位于支撐座I上端面且外側(cè)套有感應(yīng)線圈7，該生長箱Al包括中部具有容置空間的箱體、坩堝14及模具13，所述箱體固定于支撐座上，所述坩堝14下方具有兩支撐環(huán)12，該兩支撐環(huán)12在坩堝14與箱底之間形成坩堝14的支撐構(gòu)架，所述模具13放置于灌有氧化鋁原料15的坩堝14內(nèi)，而坩堝14還具有與其匹配的坩堝蓋10，該坩堝蓋10設(shè)置有模具讓位孔。所述箱體包括箱底及箱壁，所述箱壁扣設(shè)與箱底上，而箱底上設(shè)置有與該箱壁內(nèi)徑一直的兩個(gè)氧化鋯塊2，所述兩個(gè)氧化鋯塊2相互疊加放置，所述坩堝14通過支撐環(huán)12放置于兩疊加設(shè)置的氧化鋯塊2之上；所述箱壁內(nèi)側(cè)依次設(shè)置至有鋯環(huán)8及發(fā)熱體9，鋯環(huán)8及發(fā)熱體9均位于兩個(gè)氧化鋯塊2之上，所述發(fā)熱體9包括發(fā)熱體蓋11，而所述籽晶桿機(jī)構(gòu)18 —端穿過發(fā)熱體蓋11的中孔伸至于模具13上方；所述發(fā)熱體9材質(zhì)為鎢或鑰，通過線圈感應(yīng)方式(電磁效應(yīng))使得發(fā)熱體發(fā)熱，該發(fā)熱體9的厚度為6+0.1mm ;所述坩堝14下方的支撐環(huán)12、發(fā)熱體9下方與氧化鋯塊2的之間分別設(shè)置有小墊塊5 ;所述鋯環(huán)8為多個(gè)環(huán)形鋯塊疊加放置形成，壘成設(shè)定圓形；所述箱壁從外至內(nèi)依次為石英桶4及軟炭氈體6，所述軟炭氈體6為多層軟炭氈疊加形成，而軟炭氈軟炭氈層數(shù)無限制，將石英桶與鋯磚中間間隙填滿即可。
[0026]請(qǐng)參閱圖1至圖6所示,所述感應(yīng)線圈7為環(huán)形線圈,該感應(yīng)線圈7與生長箱之間具有200mm縫隙，該感應(yīng)線圈兩端彎折至感應(yīng)線圈上方且呈平行排列；所述感應(yīng)線圈外側(cè)設(shè)置有四個(gè)定位桿71及兩個(gè)定位板72 ;所述四個(gè)定位桿71均勻通過螺栓固定且分布于感應(yīng)線圈7四周，每個(gè)定位桿71上均直線排布有多個(gè)通孔；所述兩個(gè)定位板72對(duì)稱分布于感應(yīng)線圈7外側(cè)，每個(gè)定位板72 —端固定有彎折狀連接片73，而該彎折狀連接片73固定于感應(yīng)線圈7上。
[0027]請(qǐng)參閱圖1及圖4所示，所述模具13為矩形實(shí)心塊，該實(shí)心塊上表面具有多個(gè)矩形凹槽。
[0028]請(qǐng)參閱圖1至圖6所示，密封蓋A2，其扣設(shè)于生長箱Al上，該密封蓋A2中部設(shè)置有階梯狀通孔，而該通孔內(nèi)設(shè)置有籽晶桿機(jī)構(gòu)18，所述籽晶桿機(jī)構(gòu)18 —端伸至于模具13上方，該籽晶桿機(jī)構(gòu)18另一端與陶瓷桿21連接，該陶瓷桿21伸出于密封蓋外；所述密封蓋內(nèi)設(shè)置有多個(gè)錐形通孔，該錐形通孔從密封蓋底部對(duì)稱延伸至密封蓋外側(cè)且內(nèi)徑逐漸減小。所述密封蓋A2包括保溫罩16及炭氈組17，所述保溫罩16扣設(shè)于生長箱A2上端面上，而炭氈組17貼敷于保溫罩16設(shè)置，所述炭氈組17上端面設(shè)置有軟炭氈蓋20。所述炭氈組17包括多個(gè)疊加中層炭氈171及頂部炭氈19層數(shù)累加之后高度(約500_)到達(dá)預(yù)設(shè)所需層數(shù)即可，所述軟炭氈蓋20、頂部炭氈19及中層炭氈171中央均設(shè)置有通孔且內(nèi)徑依次減小，進(jìn)而形成階梯狀籽晶桿機(jī)構(gòu)容置通道；所述保溫罩16為多層碳?xì)?，炭氈層?shù)累加之后高度(約500mm)到達(dá)預(yù)設(shè)所需層數(shù)即可；所述每個(gè)中層炭氈171中央通孔為倒圓角的正方形172且中層炭租的厚度為40mm。
[0029]請(qǐng)參閱圖1圖7及圖8所示,所述籽晶桿機(jī)構(gòu)18及陶瓷桿21與生長箱Al位于同一中心線上，所述籽晶桿機(jī)構(gòu)18上端通過桿狀連接扣22與陶瓷桿連接；所述桿狀連接扣22為一矩形連接環(huán)，所述籽晶桿機(jī)構(gòu)18 —端及陶瓷桿21 —端對(duì)接插入該連接環(huán)并通過螺栓鎖死，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)連接。
[0030]請(qǐng)參閱圖1圖7及圖8所示,所述籽晶桿機(jī)構(gòu)18包括籽晶桿181及設(shè)置于籽晶桿一端的籽晶頭；所述籽晶頭包括反射屏鑰片182、反射屏鎢片183、夾頭184及籽晶185，所述籽晶185豎直固定于夾頭184上，而夾頭184固定于反射屏鎢片183下方，所述反射屏鑰片182設(shè)置于反射屏鎢片183上方，所述反射屏鑰片182與反射屏鎢片183間隔設(shè)置并通過兩側(cè)的小套筒188串起并固定于籽晶桿181上，所述夾頭184兩側(cè)設(shè)置有鑰絲186，且該鑰絲186制漿為0.5mm，所述設(shè)置于最頂層的反射屏鑰片182上設(shè)置有頂部鑰絲187，該頂部鑰絲187直徑為0.2mm，其中所述反射屏鑰片182、反射屏鎢片183的數(shù)量分別為4片、I片組合體。
[0031]以上所記載，僅為利用本創(chuàng)作技術(shù)內(nèi)容的實(shí)施例，任何熟悉本項(xiàng)技藝者運(yùn)用本創(chuàng)作所做的修飾、變化，皆屬本`創(chuàng)作主張的專利范圍，而不限于實(shí)施例所揭示者。
【權(quán)利要求】
1.一種藍(lán)寶石晶體生長熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:該熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)包括位于同一中心線的支撐座、生長箱及密封蓋，其中: 支撐座，其位于地面之上，并對(duì)所述生長箱形成支撐構(gòu)架； 生長箱，其位于支撐座上端面且外側(cè)套有感應(yīng)線圈，該生長箱包括中部具有容置空間的箱體、坩堝及模具，所述箱體固定于支撐座上，所述坩堝下方具有兩支撐環(huán)，該兩支撐環(huán)在坩堝與箱底之間形成坩堝的支撐構(gòu)架，所述模具放置于灌有氧化鋁原料的坩堝內(nèi)，而坩堝還具有與其匹配的坩堝蓋，該坩堝蓋設(shè)置有模具讓位孔； 密封蓋，其扣設(shè)于生長箱上，該密封蓋中部設(shè)置有階梯狀通孔，而該通孔內(nèi)設(shè)置有籽晶桿機(jī)構(gòu)，所述籽晶桿機(jī)構(gòu)一端伸至于模具上方，該籽晶桿機(jī)構(gòu)另一端與陶瓷桿連接，該陶瓷桿伸出于密封蓋外； 所述密封蓋內(nèi)設(shè)置有多個(gè)錐形通孔，該錐形通孔從密封蓋底部對(duì)稱延伸至密封蓋外側(cè)且內(nèi)徑逐漸減小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)寶石晶體生長熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述箱體包括箱底及箱壁，所述箱壁扣設(shè)與箱底上，而箱底上設(shè)置有與該箱壁內(nèi)徑一直的兩個(gè)氧化鋯塊，所述兩個(gè)氧化鋯塊相互疊加放置，所述坩堝通過支撐環(huán)放置于兩疊加設(shè)置的氧化鋯塊之上；所述箱壁內(nèi)側(cè)依次設(shè)置至有鋯環(huán)及發(fā)熱體，鋯環(huán)及發(fā)熱體均位于兩個(gè)氧化鋯塊之上，所述發(fā)熱體包括發(fā)熱體蓋，而所述籽晶桿機(jī)構(gòu)一端穿過發(fā)熱體蓋的中孔伸至于模具上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種藍(lán)寶石晶體生長熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述坩堝下方的支撐環(huán)、發(fā)熱體下方與氧化鋯塊的之間分別設(shè)置有小墊塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種藍(lán)寶石晶體生長熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述箱壁從外至內(nèi)依次為石英桶及軟炭氈體，所述軟炭氈體為多層軟炭氈疊加形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)寶石晶體生長熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述感應(yīng)線圈為環(huán)形線圈，該感應(yīng)線圈與生長箱之間具有縫隙，該感應(yīng)線圈兩端彎折至感應(yīng)線圈上方且呈平行排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)寶石晶體生長熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述密封蓋包括保溫罩及炭氈組，所述保溫罩扣設(shè)于生長箱上端面上，而炭氈組貼敷于保溫罩設(shè)置，所述炭氈組上端面設(shè)置有軟炭氈蓋。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種藍(lán)寶石晶體生長熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述炭氈組包括多個(gè)疊加中層炭氈及頂部炭氈，碳?xì)指叨燃礊樯L晶體最大行程，碳?xì)謱訑?shù)累加之后高度到達(dá)預(yù)設(shè)所需層數(shù)即可，所述軟炭氈蓋、頂部炭氈及中層炭氈中央均設(shè)置有通孔且內(nèi)徑依次減小，進(jìn)而形成階梯狀籽晶桿機(jī)構(gòu)容置通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種藍(lán)寶石晶體生長熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述籽晶桿機(jī)構(gòu)及陶瓷桿與生長箱位于同一中心線上，所述籽晶桿機(jī)構(gòu)上端通過桿狀連接扣與陶瓷桿連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種藍(lán)寶石晶體生長熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述籽晶桿機(jī)構(gòu)包括籽晶桿及設(shè)置于籽晶桿一端的籽晶頭。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種藍(lán)寶石晶體生長熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述籽晶頭包括反射屏鑰片、反射屏鎢片 、夾頭及籽晶，所述籽晶豎直固定于夾頭上，而夾頭固定于反射屏鎢片下方，所述反射屏鑰片設(shè)置于反射屏鎢片上方，所述反射屏鑰片與反射屏鎢片間隔設(shè)置并通過兩側(cè)的小套筒 串起，并固定于籽晶桿上。
【文檔編號(hào)】C30B15/34GK103806102SQ201410051174
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2014年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月14日
【發(fā)明者】黃榮峰, 李聰聰, 黃雅瑩 申請(qǐng)人:閩能光電集團(tuán)有限公司