CN102719878A - 一种大晶体连续培养装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大晶体连续培养装置包括培养槽(1)；所述培养槽下方的热水浴***(3)，该热水浴***包括晶体溶液循环的蛇形盘管(4)，用来均匀加热的搅拌器(5)，测温的热水浴接收槽(6)，输送晶体杂晶溶液的输送泵(7)，过滤杂质的过滤器(8，9)；所述的与热水浴***相邻的冷水浴***(12)，该冷水浴***包括晶体溶液降温精确的蛇形盘管(13)，用来均匀降温的搅拌器(14)，测温的冷水浴接收槽(15)，输送降温后的晶体溶液回流到晶体培养槽里的计量泵(16)组成。
Description
技术领域
本发明涉及一种大晶体连续培养装置，属于晶体生长技术领域。
背景技术
优质大尺寸的磷酸二氢钾(KDP)和磷酸二氘钾(DKDP)晶体是一种理想的高功率变频材料，生产设备主要是培养槽，采用的是降温法，存在晶体养周期长，生长过程中不能易出现杂晶，破坏正常的晶体生长的问题。
连续过滤装置在生产过程中易于补充原料并能够控制同步的温度和浓度的变化，晶体在恒温饱和浓度下生长，能够提高晶体的均匀性，能够生长出尺寸55CM以上的晶体。
本发明公开了一种大晶体连续培养装置，实现了快速生长大尺寸优质KDP和DKDP晶体，提高晶体的成品率。
发明内容
从溶液中生长晶体的传统方法是降温法，采用培养槽培养，设备简单，晶体生长过程中不能补充原料，降温过程中易出现杂晶，破坏正常晶体的生长。循环流动法可以在生长的过程中通过热水浴***把杂晶等融解，易于控制均匀的温度和浓度，改善晶体的质量，生长出大尺寸的晶体。
本发明包括培养槽和连续过滤装置，该连续过滤装置包括热水浴***和冷水浴***。培养槽是用来生长晶体的场所，包括搅拌器和温控仪，能够实现常规的温度控制；热水浴***包括晶体溶液循环的蛇形盘管；用来均匀加热的搅拌器；测温的热水浴接收槽；输送培养溶液的输送泵，过滤杂质的两级过滤器；与热水浴***相邻的冷水浴***包括培养溶液降温的蛇形盘管，测温的冷水浴接收槽，用来均匀降温的搅拌器，测温的冷水浴接收槽，输送降温后的晶体溶液回流到晶体培养槽里的计量泵组成。
热水浴***(3)负责升温处理，其中热水温度测量为T2，这样可以保证杂晶融解成溶液，热水浴接收槽(6)中测量的为晶体溶液的温度T3(此时高于晶体培养槽内的温度T1)，输送泵(7)把晶体溶液泵入两级过滤器(8)和(9)，滤除其中的微量杂晶和杂质，两级过滤器采用控制阀10和11控制可以实现切换，便于进行定期更换滤芯。
热水浴***(3)和冷水浴***(12)可以做成一体中间通过保温材料的隔板(18)隔离，在隔板上方开有一孔(19)，晶体溶液从热水浴***经过孔(19)流入冷水浴***的蛇形盘管(13)。
冷水浴***(12)负责降温处理，其中冷水温度为T4，冷水浴接收槽(15)中测量的为晶体溶液降温后温度T3，蛇形盘管的长度与计量泵泵出溶液速率和溶液的缓慢降温相匹配，保证晶体溶液在冷水浴中可以缓慢降温至温度降至培养槽里的溶液温度即T5＝T1，通过计量泵把降温后的晶体融液回流到培养槽里，计量泵控制输送的速度缓慢进行，避免对培养槽里的饱和溶液造成扰动。该过程可以由控制***设定，保证培养槽的溶液温度和冷水浴中晶体溶液的温度同步降低，从而完成连续过滤循环。
具体实施方式
下面将参考附图中示出的典型实施例来更详细的描述本发明，在附图中：
图1是大晶体培养装置***图。
图2是大晶体培养装置的俯视图。
图1中编号是(1)是晶体培养槽、(3)是热水浴***、(4)是热水浴蛇形管、(5)是搅拌器、(6)是热水浴接收槽、(7)是输送泵、(8，9)是过滤器、(10，11)是控制阀、(12)是冷水浴***、(13)是冷水浴蛇形管、(14)是搅拌器、(15)是冷水浴接收槽、(16)是计量泵，(17)是整个装置的保温层，(18)是热水浴和冷水浴中间的保温隔板，(19)是热水浴和冷水浴中间的通孔；从左至右的5个测温点分别是：晶体培养槽温度T1、热水浴温度T2、热水浴接收槽温度T3、冷水浴温度T4、冷水浴接收槽温度T5。
本发明以培养槽内的温度为基准温度，根据控制要求，热水浴***、冷水浴***分别相对基准温度相差Δ1和Δ3并保持恒定。培养槽中的温度T1，需在一个生长周期内从T1缓慢降到室温，连续过滤***的整体降温速度与培养槽中的降温速度一致，使准备回流到培养槽里的溶液也处于准稳定区和适当的过饱和度，避免与培养槽中的溶液状态不一致，造成扰动。
一种大晶体连续培养装置应用，包括以下实施过程：
(1)晶体培养液投放在培养槽内进行晶体培育，培育过程中温控仪控制缓慢降温。
(2)培养槽内的带有杂晶的溶液进入热水浴***的蛇形管，溶液中的杂晶颗粒受热融解，溶液进入热水浴接受槽。
(3)热水浴接收槽中的溶液由输送泵泵入两级过滤器，滤除无关杂质。
(4)过滤后的溶液注入冷水浴的蛇形管，溶液温度恢复到与晶体培养槽内温度接近，流经至冷水浴接收槽后经过计量泵回流到晶体培养槽内，完成循环。
本发明公开了一种大晶体连续培养装置，通过在培养过程中循环过滤，克服溶液自发结晶的影响，使杂晶与无关颗粒大量减少，提高了大尺寸晶体的生长速度和质量，保证KDP和DKDP晶体具有大尺寸、低错位度、高光学均匀性和高激光损伤阈值等特征。
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
晶体培养槽内的溶液温度为T1，流经温度为T2(T2＝T1+Δ1)的热水浴中的蛇形管，杂晶颗粒随着溶液温度的升高而融解，融液进入热水浴接受槽，温度达到T3。
热水浴接收槽中的溶液经输送泵和两级过滤器，滤除无关杂质。
过滤后的溶液流入温度为T4(T4＝T1+Δ3)的冷水浴中的蛇形管，溶液温度降低到与晶体培养槽里的温度接近一致，汇流到冷水浴接收槽，温度为T5＝T1，经计量泵控制溶液低速流动，回流到晶体培养槽，完成循环。
Claims (5)
1.一种大晶体连续培养装置包括培养槽(1)；所述培养槽下方的热水浴***(3)，该热水浴***包括晶体溶液循环的蛇形盘管(4)，用来均匀加热的搅拌器(5)，测温的热水浴接收槽(6)，输送晶体杂晶溶液的输送泵(7)，过滤杂质的过滤器(8，9)；所述的与热水浴***相邻的冷水浴***(12)，该冷水浴***包括实现晶体溶液降温蛇形盘管(13)，用来均匀降温的搅拌器(14)，测温的冷水浴接收槽(15)，输送降温后的晶体溶液回流到晶体培养槽里的计量泵(16)组成。
2.根据权利要求1所述大晶体连续培养装置，所述培养槽(1)下方的热水浴***(3)其特征在于通过重力和热水浴中输送泵的共同作用以一定的速率把培养槽中的包含杂晶的晶体培养溶液输送到热水浴中的蛇形盘管(4)内。晶体培养槽的高度与输送泵的流量大小与蛇形盘管的长度相匹配，确保经过热水浴加热后的杂晶能够融化。
3.根据权利要求1或2所述大晶体培养装置，其特征在于温度测量在培养槽中有T1，热水浴***中有T2和T3，冷水浴***中有T4和T5，该温度测量可以由控制***采集。
4.根据权利要求1或2或3所述大晶体培养装置，其特征在于两级过滤器(8，9)设计为(8.1，9.1)和(8.2，9.2)两套***，通过控制阀(10，11)控制，便于更换滤芯。
5.根据权利要求1所述大晶体培养装置，其特征是，热水浴接收槽，冷水浴接收槽里面测量的是晶体溶液的温度，接受槽设计成为夹层的形式，夹层的内壁有聚四氟涂层，晶体溶液经过热水浴接收槽夹层接入至输送泵的输入管道内；晶体溶液经过冷水浴接收槽夹层接入至计量泵的输入管道内。
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| CN102719878A true CN102719878A (zh) | 2012-10-10 |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN102719878A (zh) |
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2012
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