藍寶石單晶爐砌裝式隔熱保溫屏及其專用爐壁磚組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種藍寶石單晶爐砌裝式隔熱保溫屏及其專用爐壁磚組件，保溫屏中的隔熱保溫材料為爐壁磚組件，在爐壁磚組件中，每個構(gòu)件均為厚度相同且曲率與爐體內(nèi)壁一致的氧化鋯弧形磚，氧化鋯弧形磚逐層立砌形成等徑空心圓筒狀保溫屏，該保溫屏的頂部設(shè)有與上電極爪對應(yīng)的上電極爪槽，底部設(shè)有與下電極爪對應(yīng)的下電極爪槽。用于砌裝權(quán)利要求3所述保溫屏的爐壁磚組件，其特征在于：在爐壁磚組件中，每個氧化鋯弧形磚的厚度和高度相同，曲率與爐體內(nèi)壁一致，爐壁磚組件中包括標準爐壁磚和五種異形爐壁磚，異形爐壁磚分別是：底層A磚、底層B磚、次底層A磚、次底層B磚和頂層槽口磚。
【專利說明】藍寶石單晶爐砌裝式隔熱保溫屏及其專用爐壁磚組件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高溫爐內(nèi)的隔熱保溫屏，尤其是一種用于藍寶石單晶爐的能夠滿 足于藍寶石單晶生長所需良好保溫性能的砌裝式氧化鋯隔熱保溫屏。

【背景技術(shù)】
[0002] 藍寶石單晶爐是LED產(chǎn)業(yè)中重要的晶體生長設(shè)備。隔熱層是藍寶石單晶爐中的隔 熱保溫裝置，用以保障爐內(nèi)熱場的溫度均勻性，提高熱能利用率。由于藍寶石單晶體必須在 高溫(約2050° C)條件下緩慢生長而成，高溫條件下爐內(nèi)的熱場的均勻性與保溫性能直接 決定晶體生長的質(zhì)量，因此在藍寶石單晶爐中設(shè)計運用具有較好耐熱性能與保溫性能的隔 熱保溫系統(tǒng)至關(guān)重要。
[0003] 傳統(tǒng)藍寶石單晶爐常用的隔熱保溫系統(tǒng)采用鎢鑰材料，通常在加熱器外裝有一個 壁厚約為10_的厚鎢筒，鎢筒外則是中部隔熱層，由一個多層嵌套式的薄壁鑰質(zhì)圓筒裝配 而成。該類型隔熱保溫屏由于采用厚鎢筒，成本相對較高，且外層隔熱片材料為鑰，在高溫 條件下極易揮發(fā)、變形、破壞，致使隔熱層使用壽命不高，影響晶體生長環(huán)境，并嚴重影響熱 保溫性能及均勻穩(wěn)定性。
[0004] 氧化鋯是由多晶質(zhì)氧化鋯纖維通過深加工煅燒后，經(jīng)機加工制成，具有純度高、密 度低、熔點高（2700°c )、高溫性能穩(wěn)定、無揮發(fā)、無污染等特點，是現(xiàn)有已知的金屬氧化物 中使用溫度最高的一種超高溫耐火隔熱保溫材料。
[0005] 目前，雖然氧化鋯已經(jīng)作為超高溫耐火隔熱保溫材料使用，但是能否用于藍寶石 單晶爐中尚未考證，也未見諸報道。
[0006]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于：針對現(xiàn)有藍寶石長晶爐的隔熱保溫屏成本高，在高溫條件下 極易揮發(fā)、變形、破壞，熱場保溫性能不良，隔熱層使用壽命將低等問題。引入一種新型可靠 的用于藍寶石單晶爐的砌裝式氧化鋯隔熱保溫屏。
[0008] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：一種藍寶石單晶爐的砌裝式隔熱保溫屏，為隔熱保 溫材料自下而上砌裝而成保溫屏，其特征在于：所述的隔熱保溫材料為爐壁磚組件，在爐壁 磚組件中的每個獨立構(gòu)件均為厚度相同且曲率與爐體內(nèi)壁一致的氧化鋯弧形磚，氧化鋯弧 形磚逐層立砌形成等徑空心圓筒狀保溫屏，該保溫屏的頂部設(shè)有與上電極爪對應(yīng)的上電極 爪槽，底部設(shè)有與下電極爪對應(yīng)的下電極爪槽。
[0009] 在本發(fā)明中：爐壁磚組件中各氧化鋯弧形磚的高度一致。
[0010] 在本發(fā)明中：保溫屏自下而上五層，每層含有12個氧化鋯弧形磚，相鄰氧化鋯弧 形磚結(jié)合部設(shè)有相互錯位的臺階，立砌時結(jié)合部的錯位臺階相互疊合；保溫屏的頂部設(shè)有 六個均勻分布的上電極爪槽，底部設(shè)有六個均勻分布的下電極爪槽，對應(yīng)的上下電極爪槽 的設(shè)置位置在同一垂線上。 toon] 一種上述砌裝式隔熱保溫屏的專用爐壁磚組件，其特征在于：在爐壁磚組件中包 括標準爐壁磚和五種異形規(guī)格的爐壁磚，它們都是厚度和高度相同，曲率與爐體內(nèi)壁一致 的氧化鋯弧形磚，五種異形規(guī)格的爐壁磚分別是：底層A磚、底層B磚、次底層A磚、次底層 B磚和頂層槽口磚；在爐壁磚組件中： 標準爐壁磚的覆蓋寬度為空心圓筒狀保溫屏的30弧度，其兩側(cè)為相互錯位的臺階； 底層A磚為一側(cè)無錯位臺階的標準爐壁磚，底層A磚的覆蓋寬度為空心圓筒狀保溫屏 的30弧度；底層B磚的只是寬度小于底層A磚，底層A磚和底層B磚中相互錯位的臺階設(shè) 在拼裝結(jié)合部；下電極爪槽的寬度以容納下電極爪的寬度為限，底層B磚和下電極爪槽寬 度之和為空心圓筒狀保溫屏的30弧度； 次底層A磚和次底層B磚分別是以兩塊標準爐壁磚拼合后，結(jié)合部錯位臺階相互疊合 中心線與下電極爪槽中心線重疊，下電極爪槽沿中心線向上延伸到磚體高度的1/4~1/2形 成對應(yīng)的槽口，分離后分別形成次底層A磚和次底層B磚； 頂層槽口磚以標準爐壁磚為基礎(chǔ)，沿標準爐壁磚中心線由上部向下延伸到磚體高度的 1/4~1/2形成上電極爪槽，上電極爪槽的槽口寬度以能容納上電極爪的寬度為限； 相互錯位的臺階是指：爐壁磚一側(cè)的壁厚1/2沿曲面內(nèi)壁保持相同曲率收縮形成臺 階，另一側(cè)的壁厚1/2沿曲面外壁保持相同曲率延伸形成臺階，砌裝時相鄰爐壁磚結(jié)合部 的臺階相互錯位疊合。
[0012] 在本發(fā)明中：爐壁磚組件均由多晶質(zhì)氧化鋯纖維材料加工制作。
[0013] 本發(fā)明的優(yōu)點在于：由于在藍寶石單晶爐的隔熱保溫材料引入砌裝式氧化鋯隔熱 保溫屏，取代了鑰片隔熱屏，可有效消除鑰片揮發(fā)、變形、破壞，改善熱場保溫性能，有利于 改善藍寶石單晶爐內(nèi)的保溫性能和溫度均勻性，延長了使用壽命，同時可以節(jié)省了成本且 實施方便；由于砌裝式氧化鋯隔熱保溫屏是通過爐壁磚組件的砌裝方式裝配，爐壁磚組件 可以分體設(shè)計加工，有利于后續(xù)維護更換及保養(yǎng)，由于爐壁磚組件中含有錯位臺階，砌裝時 相鄰爐壁磚結(jié)合部的臺階相互錯位疊合，可以提高保溫效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明涉及的一種實施例立體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中實施例的主視圖； 圖3是圖1中實施例第一層的仰視圖。
[0015] 圖中：1、頂層槽口磚，2、標準爐壁磚，3、次底層A磚，4、次底層B磚，5、底層A磚，6、 底層B磚，7、上電極爪槽，8、下電極爪槽。

【具體實施方式】
[0016] 附圖非限制性地公開了本發(fā)明涉及的一種實施例的具體結(jié)構(gòu)，下面結(jié)合附圖對本 發(fā)明的這一實施例作進一步地描述。
[0017] 由圖1、圖2和圖3可見，本發(fā)明是采用隔熱保溫材料自下而上砌裝而成保溫屏， 其特征在于：所述的隔熱保溫材料為爐壁磚組件，在爐壁磚組件中，每個構(gòu)件均為厚度相同 且曲率與爐體內(nèi)壁一致的氧化鋯弧形磚，氧化鋯弧形磚逐層立砌形成等徑空心圓筒狀保溫 屏，該保溫屏的頂部設(shè)有與上電極爪對應(yīng)的上電極爪槽7，底部設(shè)有與下電極爪對應(yīng)的下電 極爪槽8。
[0018] 在本實施例中：保溫屏自下而上五層，每層含有12塊氧化鋯弧形磚，相鄰氧化鋯 弧形磚結(jié)合部設(shè)有錯位臺階，立砌時結(jié)合部的錯位臺階相互疊合；保溫屏的頂部設(shè)有六個 均勻分布的上電極爪槽7,底部設(shè)有六個均勻分布的下電極爪槽8,對應(yīng)的上下電極爪槽的 設(shè)置位置在同一垂線上。
[0019] 在本實施例的爐壁磚組件中，每個氧化鋯弧形磚的厚度和高度相同，曲率與爐體 內(nèi)壁一致，爐壁磚組件中包括標準爐壁磚2和五種異形爐壁磚，異形爐壁磚分別是：底層A 磚5、底層B磚6、次底層A磚3、次底層B磚4和頂層槽口磚1，其中： 標準爐壁磚1的覆蓋寬度為空心圓筒狀保溫屏的30弧度，其兩側(cè)為錯位臺階，錯位臺 階的厚度為氧化锫弧形磚體的1/2。
[0020] 底層A磚5為一側(cè)無臺階的標準爐壁磚，底層B磚6的寬度小于底層A磚5,且只 在底層A磚5和底層B磚6的拼裝結(jié)合部設(shè)有錯位臺階，底層A磚5的覆蓋寬度為空心圓 筒狀保溫屏的30弧度，底層B磚6和下電極爪槽8寬度之和為空心圓筒狀保溫屏的30弧 度。
[0021] 次底層A磚3和次底層B磚4分別是以兩塊標準爐壁磚2拼合后，結(jié)合部錯位臺 階相互疊合中心線與下電極爪槽8中心線重疊，下電極爪槽8沿中心線向上延伸到磚體高 度的1/Γ1/2形成對應(yīng)的槽口，分離后分別形成次底層A磚3和次底層B磚4。
[0022] 頂層槽口磚1以標準爐壁磚2為基礎(chǔ)，沿標準爐壁磚2中心線由上部向下延伸到 磚體高度的1/4~1/2形成上電極爪槽7,上電極爪槽7的槽口寬度以能容納上電極爪的寬度 為限。
[0023] 錯位臺階是指：爐壁磚一側(cè)的壁厚1/2沿曲面內(nèi)壁保持相同曲率收縮形成臺階， 另一側(cè)的壁厚1/2沿曲面外壁保持相同曲率延伸形成臺階，砌裝時相鄰爐壁磚結(jié)合部的臺 階相互錯位疊合。
[0024] 在本實施例中：爐壁磚組件均由多晶質(zhì)氧化鋯纖維通過深加工煅燒后，經(jīng)機加工 制成。
[0025] 本實施例的堆砌方法是：先用六個底層A磚5和六個底層A磚5構(gòu)建底層，S卩：以 一個底層A磚5和一個底層B磚6為一組，將它們結(jié)合部的錯位臺階相互錯位疊合，環(huán)形排 列，組間的間隔為下電極爪槽8的實際寬度。然后用六個次底層A磚3和六個次底層A磚 4構(gòu)建次底層，即：以次底層A磚3和次底層B磚4依次相間排列，相鄰爐壁磚結(jié)合部的錯 位臺階相互錯位疊合，次底層A磚3和次底層B磚4形成的槽口與底層預留的間距對應(yīng)，組 合后形成下電極爪槽8。用12個標準爐壁磚2構(gòu)建第一中間層，S卩：以標準爐壁磚2依次 排列，相鄰爐壁磚結(jié)合部的錯位臺階相互錯位疊合，兩標準爐壁磚2結(jié)合部位于次底層的 次底層A磚3或次底層B磚4的中心線上，形成第一中間層；再以同樣數(shù)量的標準爐壁磚2 和方法錯位構(gòu)建第二中間層，即：兩標準爐壁磚2結(jié)合部位于第一中間層中的標準爐壁磚2 的中心線上。最后用六個標準爐壁磚2和六個頂層槽口磚1構(gòu)建頂層，S卩：頂層槽口磚1和 標準爐壁磚2相間排列，相鄰爐壁磚結(jié)合部的錯位臺階相互錯位疊合，兩標準爐壁磚2結(jié)合 部與第一中間層中的兩標準爐壁磚2結(jié)合部在同一垂線上。最終，對應(yīng)的上下電極爪槽的 設(shè)置位置也會位于同一垂線上。
【權(quán)利要求】
1. 一種藍寶石單晶爐的砌裝式隔熱保溫屏，為隔熱保溫材料自下而上砌裝而成保溫 屏，其特征在于：所述的隔熱保溫材料為爐壁磚組件，在爐壁磚組件中的每個獨立構(gòu)件均為 厚度相同且曲率與爐體內(nèi)壁一致的氧化鋯弧形磚，氧化鋯弧形磚逐層立砌形成等徑空心圓 筒狀保溫屏，該保溫屏的頂部設(shè)有與上電極爪對應(yīng)的上電極爪槽，底部設(shè)有與下電極爪對 應(yīng)的下電極爪槽。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的藍寶石單晶爐砌裝式隔熱保溫屏，其征在于：爐壁磚組件中 各氧化鋯弧形磚的高度一致。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的藍寶石單晶爐砌裝式隔熱保溫屏，其征在于：保溫屏自 下而上五層，每層含有12個氧化鋯弧形磚，相鄰氧化鋯弧形磚結(jié)合部設(shè)有相互錯位的臺 階，立砌時結(jié)合部的錯位臺階相互疊合；保溫屏的頂部設(shè)有六個均勻分布的上電極爪槽，底 部設(shè)有六個均勻分布的下電極爪槽，對應(yīng)的上下電極爪槽的設(shè)置位置在同一垂線上。
4. 一種權(quán)利要求3所述砌裝式隔熱保溫屏的專用爐壁磚組件，其特征在于：在爐壁磚 組件中包括標準爐壁磚和五種異形規(guī)格的爐壁磚，它們都是厚度和高度相同，曲率與爐體 內(nèi)壁一致的氧化鋯弧形磚，五種異形規(guī)格的爐壁磚分別是：底層A磚、底層B磚、次底層A 磚、次底層B磚和頂層槽口磚；在爐壁磚組件中： 標準爐壁磚的覆蓋寬度為空心圓筒狀保溫屏的30弧度，其兩側(cè)為相互錯位的臺階； 底層A磚為一側(cè)無臺階的標準爐壁磚，底層A磚的覆蓋寬度為空心圓筒狀保溫屏的30 弧度；底層B磚的只是寬度小于底層A磚，底層A磚和底層B磚中相互錯位的臺階設(shè)在拼裝 結(jié)合部；下電極爪槽的寬度以容納下電極爪的寬度為限，底層B磚和下電極爪槽寬度之和 為空心圓筒狀保溫屏的30弧度； 次底層A磚和次底層B磚分別是以兩塊標準爐壁磚拼合后，結(jié)合部錯位臺階相互疊合 中心線與下電極爪槽中心線重疊，下電極爪槽沿中心線向上延伸到磚體高度的1/4~1/2形 成對應(yīng)的槽口，分離后分別形成次底層A磚和次底層B磚； 頂層槽口磚以標準爐壁磚為基礎(chǔ)，沿標準爐壁磚中心線由上部向下延伸到磚體高度的 1/4~1/2形成上電極爪槽，上電極爪槽的槽口寬度以能容納上電極爪的寬度為限； 相互錯位的臺階是指：從爐壁磚一側(cè)的壁厚1/2起沿曲面內(nèi)壁保持相同曲率收縮形成 臺階，從另一側(cè)的壁厚1/2起沿曲面外壁保持相同曲率延伸形成對應(yīng)的臺階，砌裝時相鄰 氧化鋯弧形磚結(jié)合部的臺階相互錯位疊合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的砌裝式隔熱保溫屏的專用爐壁磚組件，其特征在于：爐壁磚 組件均由多晶質(zhì)氧化鋯纖維材料加工制作。
【文檔編號】C30B35/00GK104152996SQ201410447875
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】李輝, 李占賢, 毛瑞川, 姜宏偉, 吳春生 申請人:南京晶升能源設(shè)備有限公司