CN111534857A - 一种产生大温度梯度的炉子 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种产生大温度梯度的炉子，主要包括底板、外壳、籽料杆、坩埚、上梯块和下梯块，所述底板顶端固定安装有外壳，外壳内侧中部固定安装有导热框，导热框外侧壁与外壳内壁之间填充有隔热体，所述导热框中部固定安装有内壳，内壳侧壁与导热框侧壁之间固定安装有炉丝，所述外壳顶端盖设有顶盖，顶盖中部贯穿固定安装有耐磨套，耐磨套中部贯穿插接安装有籽料杆，籽料杆底端固定安装有籽料。本发明在结构上设计合理，采用倒三角锥形炉膛设计，能够有效增加炉膛内温场对流，产生较大的温度梯度，本装置简单易行，可以改变坩埚的高度，使得设备的稳定性和灵活性更好，密封效果好，节能且开闭简单，加工效果好，方便对内部进程的观测，且在观察后保证内部密封。

Description

一种产生大温度梯度的炉子

技术领域

本发明涉及一种结晶炉，具体是一种产生大温度梯度的炉子。

背景技术

晶体生长的原理是基于物种晶相化学势与该物种在相关物相中化学势间准平衡关系的合理维持。如在溶液中的晶体生长要求在平衡溶解度附近溶质有一定适宜的过饱和度。晶体生长方法是多样的，如水热法生长人工水晶，区域熔融法生长硅、锗单晶、氢氧焰熔融法生长轴承用宝石，航天失重法培养晶体以及升华法;同质或异质外延生长法等。

温场对晶体生长非常关键，直接关系到晶体的成核数量，生长的尺寸，最终的质量，某些晶体生长，需要非常大的温度梯度，而一般要产生大温度梯度的方法都比较复杂，实现困难，而且现有的设备温度调节操作繁琐，造成晶体结晶的质量差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种产生大温度梯度的炉子，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种产生大温度梯度的炉子，主要包括底板、外壳、籽料杆、坩埚、上梯块和下梯块，所述底板顶端固定安装有外壳，外壳内侧中部固定安装有导热框，导热框外侧壁与外壳内壁之间填充有隔热体，所述导热框中部固定安装有内壳，内壳侧壁与导热框侧壁之间固定安装有炉丝，所述外壳顶端盖设有顶盖，顶盖左侧中部固定安装有中框，中框内侧上部滑动安装有上滑杆，所述中框内侧下部滑动安装有下滑杆，所述上滑杆和下滑杆端部固定安装有卡架，所述中框中部转动安装有中轴，中轴外侧中部固定安装有齿轮，所述上滑杆和下滑杆侧壁固定安装有与齿轮配合的齿条，所述中框内侧贯穿安装有挡杆，所述上滑杆和下滑杆内部开设有与挡杆配合的滑口，所述顶盖左侧固定安装有对称设置的上卡头，所述外壳左侧上部固定安装有对称设置的下卡头；

所述顶盖中部贯穿固定安装有耐磨套，耐磨套中部贯穿插接安装有籽料杆，籽料杆底端固定安装有籽料，所述内壳内侧下部设置有衬垫，衬垫顶端中部滑接安装有下梯块，下梯块上方叠放安装有上梯块，上梯块底端固定安装有等距排列的插块，所述下梯块和衬垫顶端开设有与插块配合的插槽，所述上梯块顶端叠放设置有坩埚，坩埚底端外壁与衬垫顶端侧壁分别固定安装有对称设置的滑接框，所述上梯块和下梯块前后侧壁固定安装有对称设置的侧凸条，侧凸条与滑接框内壁滑动接触，所述坩埚底端外壁固定安装有前后对称的导杆，所述衬垫内部开设有与导杆配合的滑槽，所述坩埚内侧上部填充有原料熔液，所述籽料沉浸于原料熔液中，滑接框所述籽料杆外侧下部套设安装有盖板，盖板盖设安装在坩埚上方；

所述顶盖内部开设有对称设置的观察孔，观察孔内侧插接安装有插管，插管顶端插接安装有堵头，所述插管外侧上部固定安装有挡环，所述插管底端固定安装有凸透镜。

作为本发明进一步的方案：所述内壳与导热框围设的空腔底端留有与炉丝配合的检修口。

作为本发明再进一步的方案：所述外壳顶端边缘处固定安装有密封环，所述顶盖底端固定安装有与密封环配合的衬垫。

作为本发明再进一步的方案：所述导杆下部固定安装有限位销，所述衬垫下部内侧开设有与限位销配合的滑接槽。

作为本发明再进一步的方案：所述炉丝通过线束与外部电源及外部控制设备电性连接。

作为本发明再进一步的方案：所述中轴前端固定安装有旋架。

作为本发明再进一步的方案：所述堵头顶端固定安装有旋片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在结构上设计合理，采用倒三角锥形炉膛设计，能够有效增加炉膛内温场对流，产生较大的温度梯度，本装置简单易行，可以改变坩埚的高度，使得设备的稳定性和灵活性更好，密封效果好，节能且开闭简单，加工效果好，方便对内部进程的观测，且在观察后保证内部密封。

附图说明

图1为产生大温度梯度的炉子的结构示意图。

图2为产生大温度梯度的炉子中坩埚、上梯块、下梯块和衬垫之间的剖视示意图。

图3为产生大温度梯度的炉子中坩埚、上梯块、下梯块、导杆和衬垫之间的主视示意图。

图4为产生大温度梯度的炉子中导杆和衬垫之间的侧视示意图。

图5为产生大温度梯度的炉子中卡架、上滑杆、下滑杆、中框和齿轮之间的侧视示意图。

图6为产生大温度梯度的炉子中顶盖、中框和卡架之间的侧视示意图。

图7为产生大温度梯度的炉子中顶盖、观察孔和插管之间的剖视示意图。

图8为产生大温度梯度的炉子中顶盖、密封环和外壳之间的主视示意图。

图中：底板1、外壳2、隔热体3、顶盖4、炉丝5、观察孔6、盖板7、耐磨套8、籽料杆9、原料熔液10、内壳11、导热框12、籽料13、衬垫14、坩埚15、滑接框16、上梯块17、侧凸条18、插块19、下梯块20、导杆21、限位销22、旋片23、堵头24、密封环25、凸透镜26、挡环27、插管28、上卡头29、卡架30、上滑杆31、中框32、齿轮33、滑口34、下滑杆35、挡杆36、中轴37、齿条38、下卡头39、旋架40、衬垫41。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1～4，本发明实施例中，一种产生大温度梯度的炉子，主要包括底板1、外壳2、籽料杆9、坩埚15、上梯块17和下梯块20，所述底板1顶端固定安装有外壳2，外壳2内侧中部固定安装有导热框12，导热框12外侧壁与外壳2内壁之间填充有隔热体3，所述导热框12中部固定安装有内壳11，内壳11侧壁与导热框12侧壁之间固定安装有炉丝5，所述外壳1顶端盖设有顶盖4，顶盖4左侧中部固定安装有中框32，中框32内侧上部滑动安装有上滑杆31，所述中框32内侧下部滑动安装有下滑杆35，所述上滑杆31和下滑杆35端部固定安装有卡架30，所述中框32中部转动安装有中轴37，中轴37外侧中部固定安装有齿轮33，所述上滑杆31和下滑杆35侧壁固定安装有与齿轮33配合的齿条38，所述中框33内侧贯穿安装有挡杆36，所述上滑杆31和下滑杆35内部开设有与挡杆36配合的滑口34，所述顶盖4左侧固定安装有对称设置的上卡头29，所述外壳2左侧上部固定安装有对称设置的下卡头39；

所述顶盖4中部贯穿固定安装有耐磨套8，耐磨套8中部贯穿插接安装有籽料杆9，籽料杆9底端固定安装有籽料13，所述内壳11内侧下部设置有衬垫14，衬垫14顶端中部滑接安装有下梯块20，下梯块20上方叠放安装有上梯块17，上梯块17底端固定安装有等距排列的插块19，所述下梯块20和衬垫14顶端开设有与插块19配合的插槽，所述上梯块17顶端叠放设置有坩埚15，坩埚15底端外壁与衬垫14顶端侧壁分别固定安装有对称设置的滑接框16，所述上梯块17和下梯块20前后侧壁固定安装有对称设置的侧凸条18，侧凸条18与滑接框16内壁滑动接触，所述坩埚15底端外壁固定安装有前后对称的导杆21，所述衬垫14内部开设有与导杆21配合的滑槽，所述坩埚15内侧上部填充有原料熔液10，所述籽料13沉浸于原料熔液10中，滑接框16所述籽料杆9外侧下部套设安装有盖板7，盖板7盖设安装在坩埚15上方；

所述顶盖4内部开设有对称设置的观察孔6，观察孔6内侧插接安装有插管28，插管28顶端插接安装有堵头24，所述插管28外侧上部固定安装有挡环27，所述插管28底端固定安装有凸透镜26。

所述内壳11与导热框12围设的空腔底端留有与炉丝5配合的检修口。

所述堵头24顶端固定安装有旋片23。

所述导杆21下部固定安装有限位销22，所述衬垫14下部内侧开设有与限位销22配合的滑接槽。

所述中轴32前端固定安装有旋架40。

所述外壳2顶端边缘处固定安装有密封环25，所述顶盖4底端固定安装有与密封环25配合的衬垫41。

所述炉丝5通过线束与外部电源及外部控制设备电性连接。

本发明的工作原理是：

本发明涉及一种产生大温度梯度的炉子，使用时，采用倒三角锥形炉膛设计，能够有效增加炉膛内温场对流，产生较大的温度梯度，从而对某些特殊晶体的生长产生非常有利的条件，有效增加炉膛内温场对流，产生较大的温度梯度，从而对某些特殊晶体的生长产生非常有利的条件，能够提高晶体的生长尺寸和晶体的质量，本装置简单易行，而且可以通过将上梯块17和下梯块20叠放插接，进而可以左右滑动，改变叠放位置，便可以改变坩埚的高度，且在工作时，通过旋转中轴37带动上滑杆31和下滑杆35伸出，将上卡头29和下卡头39压紧，使得装置可以压紧，配合密封环25和衬垫41保证装置的密封效果，节能且开闭简单，使用效果好，通过卡架30将且配合加大坩埚的尺寸，适合生长出大尺寸的晶体，并且为了保证装置的调节稳定和安装插接牢固程度，使得设备的稳定性和灵活性更好，在进行观察时，将堵头24拔下，可以通过带有凸透镜26的插管28进行放大观察，方便对内部进程的观测，且在观察后，将插管28拔出，带上堵头24反转将插管28插回，将观察孔6堵死，保证内部密封。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种产生大温度梯度的炉子，主要包括底板(1)、外壳(2)、籽料杆(9)、坩埚(15)、上梯块(17)和下梯块(20)，其特征在于，主要包括底板(1)、外壳(2)、籽料杆(9)、坩埚(15)、上梯块(17)和下梯块(20)，所述底板(1)顶端固定安装有外壳(2)，外壳(2)内侧中部固定安装有导热框(12)，导热框(12)外侧壁与外壳(2)内壁之间填充有隔热体(3)，所述导热框(12)中部固定安装有内壳(11)，内壳(11)侧壁与导热框(12)侧壁之间固定安装有炉丝(5)，所述外壳(1)顶端盖设有顶盖(4)，顶盖(4)左侧中部固定安装有中框(32)，中框(32)内侧上部滑动安装有上滑杆(31)，所述中框(32)内侧下部滑动安装有下滑杆(35)，所述上滑杆(31)和下滑杆(35)端部固定安装有卡架(30)，所述中框(32)中部转动安装有中轴(37)，中轴(37)外侧中部固定安装有齿轮(33)，所述上滑杆(31)和下滑杆(35)侧壁固定安装有与齿轮(33)配合的齿条(38)，所述中框(33)内侧贯穿安装有挡杆(36)，所述上滑杆(31)和下滑杆(35)内部开设有与挡杆(36)配合的滑口(34)，所述顶盖(4)左侧固定安装有对称设置的上卡头(29)，所述外壳(2)左侧上部固定安装有对称设置的下卡头(39)；

所述顶盖(4)中部贯穿固定安装有耐磨套(8)，耐磨套(8)中部贯穿插接安装有籽料杆(9)，籽料杆(9)底端固定安装有籽料(13)，所述内壳(11)内侧下部设置有衬垫(14)，衬垫(14)顶端中部滑接安装有下梯块(20)，下梯块(20)上方叠放安装有上梯块(17)，上梯块(17)底端固定安装有等距排列的插块(19)，所述下梯块(20)和衬垫(14)顶端开设有与插块(19)配合的插槽，所述上梯块(17)顶端叠放设置有坩埚(15)，坩埚(15)底端外壁与衬垫(14)顶端侧壁分别固定安装有对称设置的滑接框(16)，所述上梯块(17)和下梯块(20)前后侧壁固定安装有对称设置的侧凸条(18)，侧凸条(18)与滑接框(16)内壁滑动接触，所述坩埚(15)底端外壁固定安装有前后对称的导杆(21)，所述衬垫(14)内部开设有与导杆(21)配合的滑槽，所述坩埚(15)内侧上部填充有原料熔液(10)，所述籽料(13)沉浸于原料熔液(10)中，滑接框(16)所述籽料杆(9)外侧下部套设安装有盖板(7)，盖板(7)盖设安装在坩埚(15)上方；

所述顶盖(4)内部开设有对称设置的观察孔(6)，观察孔(6)内侧插接安装有插管(28)，插管(28)顶端插接安装有堵头(24)，所述插管(28)外侧上部固定安装有挡环(27)，所述插管(28)底端固定安装有凸透镜(26)。

2.根据权利要求1所述的产生大温度梯度的炉子，其特征在于，所述内壳(11)与导热框(12)围设的空腔底端留有与炉丝(5)配合的检修口。

3.根据权利要求1所述的产生大温度梯度的炉子，其特征在于，所述堵头(24)顶端固定安装有旋片(23)。

4.根据权利要求1所述的产生大温度梯度的炉子，其特征在于，所述导杆(21)下部固定安装有限位销(22)，所述衬垫(14)下部内侧开设有与限位销(22)配合的滑接槽。

5.根据权利要求1所述的产生大温度梯度的炉子，其特征在于，所述中轴(32)前端固定安装有旋架(40)。

6.根据权利要求1所述的产生大温度梯度的炉子，其特征在于，所述外壳(2)顶端边缘处固定安装有密封环(25)，所述顶盖(4)底端固定安装有与密封环(25)配合的衬垫(41)。

7.根据权利要求1所述的产生大温度梯度的炉子，其特征在于，所述炉丝(5)通过线束与外部电源及外部控制设备电性连接。

Images