一种提拉法晶体生长炉的制作方法

1.本实用新型涉及晶体生长设备领域，具体涉及一种提拉法晶体生长炉。


背景技术：

2.提拉法是一种常见的人工晶体制备方法，用该方法可以从熔体中提拉生长高质量单晶材料。这种方法已经应用于生长蓝宝石单晶、钇铝石榴石单晶、硅锗单晶、氟化钙单晶等重要的人工晶体材料。提拉法生长晶体相比较其它晶体生长技术，晶体位错密度低，光学均一性高，内部应力低，因此提拉法生长技术适合用于氟化物光学晶体生长。
3.生长氟化物光学晶体为了保证炉内温场的均匀性，必须采用三相交流加热的方式，现有提拉法晶体生长的提拉炉都为一体结构、采用侧开门的方式，炉膛无法移动，当加热器保温筒或加热器高度较高时无法安装，因此现有提拉炉只能用于尺寸较小(2英寸以下)的氟化物光学晶体生长。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是提供一种提拉法晶体生长炉，能有效利用提拉炉内部空间，同时适合大、小尺寸晶体的生长。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种提拉法晶体生长炉，包括重叠设置的下炉膛和上炉膛，所述下炉膛底部设置在炉底盘上，所述炉底盘设置在炉体支架上，所述上炉膛顶部设置有炉盖，所述炉盖上方还设置有安装平台，所述安装平台设置在龙门架上，所述安装平台与炉体支架之间设置有两个导向柱，所述安装平台上设置有提拉动力装置和两个升降组件，两个导向柱和两个升降组件两两配合设置，两个导向柱上均套设有升降套，所述升降套与对应升降组件的升降杆连接，两个升降套通过转接件分别与炉盖和上炉膛连接，所述提拉动力装置与提拉杆连接。
6.进一步地，所述下炉膛、上炉膛、炉底盘和炉盖配合形成炉腔，所述炉腔内设置有温场和坩埚，所述坩埚设置在温场内，所述坩埚设置在升降平台上，所述升降平台通过底部的中心轴与外部动力组件连接。
7.进一步地，所述温场包括保温筒和设置在保温筒以及坩埚之间的加热器，所述保温筒从上至下至少为2层结构。
8.进一步地，所述下炉膛、上炉膛、炉底盘和炉盖内均设置有夹水层。
9.进一步地，所述下炉膛与上炉膛之间以及上炉膛与炉盖之间均通过快速锁紧装置固定。
10.进一步地，所述炉底盘上开设有真空孔，所述炉底盘通过真空孔与不锈钢管连接，所述不锈钢管与真空泵连接。
11.进一步地，所述导向柱上套设有加强定位套，所述加强定位套通过固定连接块与下炉膛固定连接。
12.进一步地，所述升降套包括第一导向套，所述第一导向套底部与转接件连接，所述
第一导向套上套设有第二导向套，所述第二导向套顶部设置有限位板，所述第二导向套与升降杆连接。
13.本实用新型的有益效果：
14.1、下炉膛和上炉膛的配合形成了两段式炉膛，通过上炉膛更换不同的尺寸，可以满足生长需要的高度，从而大大提高了生长尺寸，适应不同尺寸的晶体生长需要；
15.2、由于两段式炉膛能够满足现有大尺寸晶体的生长，因此当需要改变生长晶体尺寸时，可直接更换部分配件，无需更改全部炉体，可大幅降低设备成本。
16.3、上炉膛通过导向柱和升降组件配合实现自动升降效果，升降稳定、方便对炉体内温场拆装和晶体拿取，大大提高了实用便捷性。
附图说明
17.图1是本实用新型的整体结构示意图；
18.图2是本实用新型的截面结构示意图；
19.图3是本实用新型上炉膛和炉盖避让的结构示意图；
20.图4是本实用新型升降套部分的结构示意图；
21.图5是图4的截面结构示意图。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
23.参照图1和图2所示，本实用新型的提拉法晶体生长炉的一实施例，提包括重叠设置的下炉膛1和上炉膛2，下炉膛底部设置在炉底盘3上，炉底盘设置在炉体支架上，上炉膛顶部设置有炉盖4，炉盖上方还设置有安装平台5，安装平台设置在龙门架6上，安装平台与炉体支架之间设置有两个导向柱7，安装平台上设置有提拉动力装置8和两个升降组件9，两个导向柱和两个升降组件两两配合设置，两个导向柱上均套设有升降套10，升降套与对应升降组件的升降杆11连接，两个升降套通过转接件12分别与炉盖和上炉膛连接，升降组件驱动升降杆升降即可实现炉盖或上炉膛的同步升降移动，提拉动力装置与提拉杆13连接，提拉动力装置带动提拉杆升降和旋转，并且还能够进行称重，提拉杆与籽晶杆连接，籽晶杆用于晶体的生长。
24.其中，下炉膛、上炉膛、炉底盘和炉盖配合形成炉腔，炉腔内设置有温场14和坩埚15，坩埚设置在温场内，坩埚设置在升降平台上，升降平台通过底部的中心轴16与外部动力组件连接。外部动力组件能够驱动中心轴升降和旋转，即坩埚能够旋转和升降，使得坩埚内的液面保持同一高度，配合晶体生长。温场包括保温筒和设置在保温筒17以及坩埚之间的加热器18，加热器采用三相交流加热结构，保证加热效率，保温筒从上至下至少为2层结构，方便组合为不同高度尺寸的结构使用，在组合使用时，底部的保温筒可以不更换，节约使用成本。
25.使用前先进行装炉，首先将提拉杆升至最高位，如果具有籽晶杆，则先取下籽晶杆，随后依次升起上盖、上炉膛，然后进行安装加热器、坩埚，接着将原料装入坩埚内，再安装保温筒和上保温盖，温场安装完成后将上炉膛降至上下炉膛贴紧密封，将籽晶杆穿过炉
盖的中心与提拉杆连接，调整好同心后下降炉盖与上炉膛密封，使炉体处于密闭状态，随后开启真空泵，抽至真空度10-3pa以上启动升温至原料熔化，开始晶体生长。
26.由于采用上炉膛和下炉膛叠合形成整体高度，因此可以根据加热器高度任意配置上炉膛和下炉膛，只需要满足加热器和保温筒的拆装便捷和拿取晶体便捷即可，可以保证4英寸或更大尺寸晶体生长及温场安装，且也能够满足小尺寸晶体的生长需要；在小尺寸晶体生长时，只需要更换对应尺寸的温场即可，适用范围广；生长炉各部件均为单独加工并进行组装，部件损坏或需要改变结构时可直接更换，能效延长生长炉使用寿命，且降低使用成本，因此该结构的生长炉更加适合于生长光学晶体或其它种类的人工晶体材料。
27.上述下炉膛、上炉膛、炉底盘和炉盖内均设置有夹水层，用于隔离降温，也避免高温时炉体损坏。下炉膛与上炉膛之间以及上炉膛与炉盖之间均通过快速锁紧装置固定，操作便捷，方便拆装。炉底盘上开设有真空孔，炉底盘通过真空孔与不锈钢管19连接，不锈钢管与真空泵20连接，真空泵通过不锈钢管对炉腔内抽真空。
28.在上述导向柱底部上套设有加强定位套21，保证导向柱的稳固效果，加强定位套通过固定连接块22与下炉膛固定连接，从而可以保证导向柱轴向与下炉膛轴向一致且平行，保证上炉膛安装的对位时的稳定性。
29.参照图3所示，当上炉膛上升后，为了保证内部温场设置的便捷性或者无阻挡，上炉膛的上升距离需要很大，这样增加了提拉杆的长度，也不利于制备，因此将升降套设计为可旋转结构，将上炉膛上升后旋转至一侧，从而将上炉膛占用的安装平台下方空间空出，随后在温场的组装或者拆卸过程中具有较大的空间。
30.具体的，参照图4和图5所示，上述的升降套包括第一导向套23，第一导向套底部与转接件连接，第一导向套上套设有第二导向套24，第二导向套顶部设置有限位板25，第二导向套与升降杆连接。限位板限制第二导向套在第一导向套表面沿轴向移动，轴向上两者同步移动，第一导向套和第二导向套均匀圆形面，因此在周向上两者并没有限制，可以相对转动；当升降杆与第二导向套连接后，第二导向套无法转动，只能够被升降杆向上提拉移动，即带着第一导向套升降，第一导向套由于没有周向上的限位，上炉膛被抬升后，可以带着上炉膛旋转，并转至外侧，不影响炉膛内组件的拆装。
31.以上实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。