[实用新型]上保温结构及晶体生长设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及泡生法制造蓝宝石的技术领域，尤其是涉及一种上保温结构及晶体生长设备。

背景技术

蓝宝石晶体(俗称刚玉)具有高的光学透过率，还具有高机械强度，极低的吸收系数，高温耐熔性，良好的化学稳定性，是优良的激光基质材料，是各种光学元件和红外军事装置、卫星空间技术、高强度激光的窗口材料，几乎遍及所有衬底应用领域。目前，蓝宝石的生长方法主要有提拉法，倒模法，泡生法，热交换法等。其中泡生法生长系统拥有适合蓝宝石品体生长的最佳温度梯度。在生长的过程中或结束时，晶体不与坩埚接触，大大减少了其应力，可获得高质量的大晶体，是目前蓝宝石晶体生长的主流方法。

利用泡生法产生蓝宝石，现有的晶体生长设备包括沿坩埚外壁设置的加热装置，先将原料在坩埚加热至熔点后熔化形成熔汤。然后逐渐调整加热装置，使液面中心位置温度略高于熔点温度。再以籽晶接触到熔汤表面，调整加热装置使熔汤表面温度等于熔点温度，在晶种与熔汤的固液界面上开始生长和晶种相同晶体结构的蓝宝石单晶。

使用现有的晶体生长炉进行蓝宝石单晶生长生长过程中存在以下问题：晶体生长的初期主要以径向扩肩为主，而该阶段热场的径向温差影响着晶体生长的品质，现有的晶体生长设备在液面上形成的径向温差过小，导致温度调节范围小，不容易对温度进行调节，最终造成产出的蓝宝石晶体的肩部具有大量气泡。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供上保温结构及晶体生长设备，以解决现有的晶体生长设备在液面上形成的径向温差过小，导致温度调节范围小，不容易对温度进行调节，最终造成产出的蓝宝石晶体的肩部具有大量气泡的技术问题。

本实用新型提供的上保温结构，包括沿上下方向层叠且间隔设置的多个环形热屏，所述多个环形热屏同心设置；每层环形热屏用于将下方辐射来的热量反射到下方；

自下而上，所述上保温结构包括温差部、散热部和保温部，所述温差部包括多个第一环形热屏，自下而上，所述多个第一环形热屏的内径逐渐增大；所述散热部包括多个第二环形热屏，所述第二环形热屏的内径大于所述多个第一环形热屏中的任意一个；所述保温部包括多个第三环形热屏，所述第三环形热屏的内径小于所述多个第一热屏中的任意一个。

进一步的，所述多个第二环形热屏的内径相等。

进一步的，所述多个第三环形热屏的内径相等。

进一步的，所述第一环形热屏的数量为五个，且自上而下，所述多个第一环形热屏的内径依次为60、70、80、90、100mm；所述第二环形热屏的内径为150mm；所述第三环形热屏的内径为55mm。

进一步的，所述上保温结构包括由多个环形热屏叠加形成的坩埚盖屏和上热屏，所述坩埚盖屏固定在坩埚开口，所述上热屏扣挂在所述坩埚盖屏上方，且所述上热屏的下底面与坩埚盖屏的上顶面之间存在间隙。

进一步的，自所述上热屏下底面向上，依次设置有多个第二环形热屏，自所述坩埚盖屏上顶面向下，依次设置有多个第二环形热屏，以使所述上热屏扣挂在所述坩埚盖屏上方时，形成散热部。

进一步的，所述坩埚盖屏上任意相邻两个所述环形热屏之间设置有支撑件。

进一步的，所述上热屏上开设有观察孔，所述观察孔用于观察坩埚内晶体的生长情况，所述观察孔与竖直方向的夹角小于等于9°。

进一步的，所述上保温结构包括多根固定杆，多个所述环形热屏插接在所述固定杆上，所述固定杆上设置有螺纹，且每个所述环形热屏与所述固定杆的连接处下方设置有螺母，所述螺母用于托住所述环形热屏。

本实用新型提供的晶体生长设备，包括上述的上保温结构。