一種九點(diǎn)供電式藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐鳥籠式發(fā)熱體的制作方法
【專利摘要】一種九點(diǎn)供電式藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐鳥籠式發(fā)熱體，發(fā)熱體有24?54根直徑5?10mm呈倒門字形的鎢桿，其分為6組，每組4?9根合為一束，兩束鎢桿又并列成一對(duì)鎢桿束，每對(duì)鎢桿束一端分別與相鄰的兩個(gè)單匯流排相連，另一端又與同一個(gè)雙匯流排相連，所述3個(gè)雙匯流排與6個(gè)單匯流排構(gòu)成一個(gè)彼此不相連且在同一個(gè)平面上的環(huán)形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)徑大于電阻爐內(nèi)坩堝外徑，其外徑小于爐內(nèi)隔熱保溫體內(nèi)徑，在上述單、雙匯流排上各設(shè)一根下端與其垂直相連的短柱即引出電極，它們與供電電源輸出端相連。由于本發(fā)明可使?fàn)t內(nèi)徑向溫場(chǎng)分布均勻，可直接生長(zhǎng)C向藍(lán)寶石單晶，使晶錠出材率由現(xiàn)在的不足40％提高到45?50％，從而降低藍(lán)寶石單晶的生產(chǎn)成本。
【專利說(shuō)明】
一種九點(diǎn)供電式藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐鳥籠式發(fā)熱體
[0001]技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種制備人造寶石的電阻爐，特別是它的發(fā)熱體。
[0002]【背景技術(shù)】目前，人造藍(lán)寶石單晶的制備方法主要有:直拉法(Czochralskimethod)、凱氏長(zhǎng)晶法(Kyropoulos method)(也稱:泡生法)、導(dǎo)膜法及熱交換法等，這些方法都需要在真空和高溫條件下將高純氧化鋁原料熔化，而獲得高溫的手段都是采用電阻爐加熱，電阻爐內(nèi)具有加熱作用的部分為發(fā)熱體，該發(fā)熱體的結(jié)構(gòu)形式有網(wǎng)片式和鳥籠式兩種，其中，鳥籠式發(fā)熱體是由24-54根直徑5-10mm呈倒門字形的鎢桿并聯(lián)而成，每根鎢桿的兩端分別與兩個(gè)半圓形的匯流排相連，每個(gè)匯流排各有一個(gè)引出端，由此2點(diǎn)向發(fā)熱體供電。這種供電方式的主要缺陷是:發(fā)熱體每根鎢桿相對(duì)于供電端的等效電阻偏差大，徑向溫場(chǎng)分布不均勻，容易產(chǎn)生粘鍋現(xiàn)象，更主要的是在晶體生長(zhǎng)方向的選擇上，只能選擇對(duì)徑向溫場(chǎng)分布要求不高的A向或M向生長(zhǎng)方式，若直接生長(zhǎng)C向藍(lán)寶石，則工藝成功率偏低，難以大批量生產(chǎn)。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的在于提供一種徑向溫場(chǎng)分布均勻且能直接大批量生長(zhǎng)C向藍(lán)寶石的9點(diǎn)供電的藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐鳥籠式發(fā)熱體。
[0004]鳥籠式發(fā)熱體主要包括:鎢桿、匯流排和引出電極。其中，發(fā)熱體有24-54根直徑5-1Omm呈倒門字形的鎢桿，其分為6組，每組4-9根合為一束，兩束鎢桿又并列成一對(duì)鎢桿束，每對(duì)鎢桿束一端分別與相鄰的兩個(gè)單匯流排(所述單匯流排僅連有一束鎢桿)相連，另一端又與同一個(gè)雙匯流排(所述雙匯流排上連有兩束鎢桿)相連，所述3個(gè)雙匯流排與6個(gè)單匯流排構(gòu)成一個(gè)彼此不相連且在同一個(gè)平面上的環(huán)形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)徑大于電阻爐內(nèi)坩禍外徑，其外徑小于爐內(nèi)隔熱保溫體內(nèi)徑。在上述單、雙匯流排上各設(shè)一根下端與其垂直相連的短柱即引出電極，它們與供電電源輸出端相連。于是每對(duì)鎢桿束的兩端一端分別單獨(dú)供電，另一端則合在一起供電，這樣3對(duì)鎢桿束就形成9點(diǎn)供電模式，每對(duì)鎢桿束采用獨(dú)立的直流電源或交流電源供電，可獨(dú)立調(diào)節(jié)每對(duì)鎢桿束的供電功率，給爐內(nèi)徑向溫場(chǎng)提供一個(gè)微調(diào)手段，使徑向溫場(chǎng)分布更加均勻。
[0005]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0006]1、可使鳥籠式發(fā)熱體每根鎢桿通過(guò)的電流趨于相等，使徑向溫場(chǎng)等溫線分布趨于同心圓，進(jìn)而解決晶體生長(zhǎng)過(guò)程產(chǎn)生粘鍋的問(wèn)題。
[0007]2、在藍(lán)寶石應(yīng)用領(lǐng)域，C向生長(zhǎng)的藍(lán)寶石晶錠出材率要比其它生長(zhǎng)方向的藍(lán)寶石出材率高，由于本發(fā)明可使?fàn)t內(nèi)徑向溫場(chǎng)分布均勻，可直接生長(zhǎng)C向藍(lán)寶石單晶，使晶錠出材率由現(xiàn)在的不足40%提高到45-50%，從而降低藍(lán)寶石單晶的生產(chǎn)成本。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明的立體示意簡(jiǎn)圖。
[0009]圖2是本發(fā)明的主視示意簡(jiǎn)圖。
[0010]圖3是本發(fā)明的俯視示意簡(jiǎn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]在圖1、圖2和圖3所示的9點(diǎn)供電的藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐鳥籠式發(fā)熱體示意簡(jiǎn)圖中，鳥籠式發(fā)熱體主要包括:媽桿1、匯流排2、3和引出電極4。其中，發(fā)熱體有42根直徑5.5mm呈倒門字形的鎢桿，其分為6組，每組7根合為一束，兩束鎢桿又并列成一對(duì)鎢桿束，每對(duì)鎢桿束一端分別與相鄰的兩個(gè)單匯流排2相連，另一端又同與一個(gè)雙匯流排3相連，所述3個(gè)雙匯流排與6個(gè)單匯流排構(gòu)成一個(gè)彼此不相連且在同一個(gè)平面上的環(huán)形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)徑大于電阻爐內(nèi)坩禍外徑20mm，其外徑小于爐內(nèi)隔熱保溫體內(nèi)徑40mm。在上述單、雙匯流排上各設(shè)一根下端與其垂直相連的短柱即引出電極，它們與供電電源輸出端相連。于是每對(duì)鎢桿束的兩端一端分別單獨(dú)供電，另一端則合在一起供電，這樣3對(duì)鎢桿束就形成9點(diǎn)供電模式，每對(duì)鎢桿束分別采用獨(dú)立的交流電源供電，每對(duì)鎢桿束的等效電阻為3_4πιΩ，可為生長(zhǎng)爐內(nèi)提供70-90KW的加熱功率。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種九點(diǎn)供電式藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐鳥籠式發(fā)熱體，發(fā)熱體有24-54根直徑5-1 Omm呈倒門字形的鎢桿，其特征在于:所述鎢桿分為6組，每組4-9根合為一束，兩束鎢桿又并列成一對(duì)鎢桿束，每對(duì)鎢桿束一端分別與相鄰的兩個(gè)單匯流排相連，另一端又與同一個(gè)雙匯流排相連，所述3個(gè)雙匯流排與6個(gè)單匯流排構(gòu)成一個(gè)彼此不相連且在同一個(gè)平面上的環(huán)形結(jié)構(gòu)，其內(nèi)徑大于電阻爐內(nèi)坩禍外徑，其外徑小于爐內(nèi)隔熱保溫體內(nèi)徑，在上述單、雙匯流排上各設(shè)一根下端與其垂直相連的短柱即引出電極，它們與供電電源輸出端相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的九點(diǎn)供電式藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐鳥籠式發(fā)熱體，其特征在于:每對(duì)鎢桿束采用獨(dú)立的直流電源或交流電源供電。
【文檔編號(hào)】C30B29/20GK105970291SQ201610445779
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年6月20日
【發(fā)明人】裴智, 李希煒, 李欣, 裴廣波
【申請(qǐng)人】大連晶達(dá)德光電技術(shù)有限公司