[发明专利]一种直拉法单晶炉热场快速冷却装置及冷却方法

权利要求书

1.一种直拉法单晶炉热场快速冷却装置，其特征在于：包括横向保温支撑环和至少两个冷却升降装置，每个冷却升降装置均包括托板、支撑连杆、波纹软管和升降底座；

直拉法单晶炉包括炉筒、炉盖、炉底板、碳基保温筒和碳基支撑筒；

炉盖设置在炉筒顶部，炉底板位于炉筒底部，炉筒、炉盖和炉底板共同围合形成密闭的真空腔体；

碳基保温筒同轴套设在炉筒的内侧，从上至下依次包括上部碳基保温筒、中部碳基保温筒和下部碳基保温筒；

碳基支撑筒同轴设置在碳基保温筒的内侧，从上至下依次包括上部保温支撑筒、中部保温支撑筒和下部保温支撑筒，分别用于支撑上部碳基保温筒、中部碳基保温筒和下部碳基保温筒；

横向保温支撑环设置在中部碳基保温筒的底部，并与中部保温支撑筒底部相连接；托板一端与横向保温支撑环相连接，另一端与支撑连杆的顶端相连接；支撑连杆竖向设置，且位于碳基保温筒和炉筒之间的真空腔体内，支撑连杆的另一端从炉底板中穿出，并与升降底座相连接；

波纹软管套装在位于炉底板和升降底座之间的支撑连杆外周，且波纹软管顶部与炉底板密封连接，波纹软管底部与升降底座密封连接；波纹软管内呈真空状态；

波纹软管的长度能够伸缩，升降底座的高度能够升降。

2.根据权利要求1所述的直拉法单晶炉热场快速冷却装置，其特征在于：托板与横向保温支撑环的连接为交错重叠连接，下部碳基保温筒顶部设置有托板放置槽，托板能放置在托板放置槽中。

3.根据权利要求1所述的直拉法单晶炉热场快速冷却装置，其特征在于：波纹软管为焊接波纹软管。

4.根据权利要求1或3所述的直拉法单晶炉热场快速冷却装置，其特征在于：波纹软管的最大拉伸长度大于300mm，波纹软管的最小压缩长度小于100mm。

5.根据权利要求1所述的直拉法单晶炉热场快速冷却装置，其特征在于：托板水平设置。

6.根据权利要求1所述的直拉法单晶炉热场快速冷却装置，其特征在于：升降底座在升降驱动装置的驱动下实现高度升降，升降驱动装置为丝杆驱动装置，包括丝杆、丝杆套筒和电机，丝杆顶端安装在炉底板底部，丝杆套筒螺纹套装在丝杆上，丝杆套筒与升降底座固定连接，电机驱动丝杆转动。

7.一种直拉法单晶炉热场快速冷却方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，波纹软管抽真空：对每个波纹软管均进行抽真空操作，使得每根支撑连杆均全部处于真空环境中；

步骤2，中部碳基保温筒顶升：升降驱动装置工作，驱动升降底座和支撑连杆同步向上移动，托板和横向保温支撑环在支撑连杆的顶升下，带动位于上方的中部碳基保温筒和上部碳基保温筒向上顶升；此时，波纹软管逐渐压缩；

步骤3，中部碳基保温筒顶升高度确定：根据直拉法单晶炉内热场的温度和半径，确定升降驱动装置的升降速率与升降高度，进而确定中部碳基保温筒的顶升高度。

8.根据权利要求7所述的直拉法单晶炉热场快速冷却方法，其特征在于：步骤3中，中部碳基保温筒的顶升高度为200-400mm。

9.根据权利要求8所述的直拉法单晶炉热场快速冷却方法，其特征在于：步骤3中，当中部碳基保温筒顶升至确定的高度后，3-6h内，热场温度将降低至100-200℃。