背景技術(shù):
目前,人造藍(lán)寶石單晶的制備方法主要有:直拉法(Czochralskimethod)、凱氏長(zhǎng)晶法(Kyropoulos method)(也稱:泡生法)、導(dǎo)膜法及熱交換法等,這些方法都需要在真空和高溫條件下將高純氧化鋁原料熔化,而獲得高溫的手段都是采用電阻爐加熱,電阻爐內(nèi)具有加熱作用的部分為發(fā)熱體,該發(fā)熱體的結(jié)構(gòu)形式有網(wǎng)片式和鳥籠式兩種,其中,鳥籠式發(fā)熱體是由24-54根直徑5-10mm呈倒門字形的鎢桿并聯(lián)而成,每根鎢桿的兩端分別與兩個(gè)半圓形的匯流排相連,每個(gè)匯流排各有一個(gè)引出端,由此2點(diǎn)向發(fā)熱體供電。這種供電方式的主要缺陷是:發(fā)熱體每根鎢桿相對(duì)于供電端的等效電阻偏差大,徑向溫場(chǎng)分布不均勻,容易產(chǎn)生粘鍋現(xiàn)象,更主要的是在晶體生長(zhǎng)方向的選擇上,只能選擇對(duì)徑向溫場(chǎng)分布要求不高的A向或M向生長(zhǎng)方式,若直接生長(zhǎng)C向藍(lán)寶石,則工藝成功率偏低,難以大批量生產(chǎn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于提供一種徑向溫場(chǎng)分布均勻且能直接大批量生長(zhǎng)C向藍(lán)寶石的9點(diǎn)供電的藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐鳥籠式發(fā)熱體。
鳥籠式發(fā)熱體主要包括:鎢桿、匯流排和引出電極。其中,發(fā)熱體有24-54根直徑5-10mm呈倒門字形的鎢桿,其分為6組,每組4-9根合為一束,兩束鎢桿又并列成一對(duì)鎢桿束,每對(duì)鎢桿束一端分別與相鄰的兩個(gè)單匯流排(所述單匯流排僅連有一束鎢桿)相連,另一端又與同一個(gè)雙匯流排(所述雙匯流排上連有兩束鎢桿)相連,所述3個(gè)雙匯流排與6個(gè)單匯流排構(gòu)成一個(gè)彼此不相連且在同一個(gè)平面上的環(huán)形結(jié)構(gòu),其內(nèi)徑大于電阻爐內(nèi)坩堝外徑,其外徑小于爐內(nèi)隔熱保溫體內(nèi)徑。在上述單、雙匯流排上各設(shè)一根下端與其垂直相連的短柱即引出電極,它們與供電電源輸出端相連。于是每對(duì)鎢桿束的兩端一端分別單獨(dú)供電,另一端則合在一起供電,這樣3對(duì)鎢桿束就形成9點(diǎn)供電模式,每對(duì)鎢桿束采用獨(dú)立的直流電源或交流電源供電,可獨(dú)立調(diào)節(jié)每對(duì)鎢桿束的供電功率,給爐內(nèi)徑向溫場(chǎng)提供一個(gè)微調(diào)手段,使徑向溫場(chǎng)分布更加均勻。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、可使鳥籠式發(fā)熱體每根鎢桿通過的電流趨于相等,使徑向溫場(chǎng)等溫線分布趨于同心圓,進(jìn)而解決晶體生長(zhǎng)過程產(chǎn)生粘鍋的問題。
2、在藍(lán)寶石應(yīng)用領(lǐng)域,C向生長(zhǎng)的藍(lán)寶石晶錠出材率要比其它生長(zhǎng)方向的藍(lán)寶石出材率高,由于本實(shí)用新型可使?fàn)t內(nèi)徑向溫場(chǎng)分布均勻,可直接生長(zhǎng)C向藍(lán)寶石單晶,使晶錠出材率由現(xiàn)在的不足40%提高到45-50%,從而降低藍(lán)寶石單晶的生產(chǎn)成本。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型的立體示意簡(jiǎn)圖。
圖2是本實(shí)用新型的主視示意簡(jiǎn)圖。
圖3是本實(shí)用新型的俯視示意簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施方式
在圖1、圖2和圖3所示的9點(diǎn)供電的藍(lán)寶石單晶生長(zhǎng)爐鳥籠式發(fā)熱體示意簡(jiǎn)圖中,鳥籠式發(fā)熱體主要包括:鎢桿1、匯流排2、3和引出電極4。其中,發(fā)熱體有42根直徑5.5mm呈倒門字形的鎢桿,其分為6組,每組7根合為一束,兩束鎢桿又并列成一對(duì)鎢桿束,每對(duì)鎢桿束一端分別與相鄰的兩個(gè)單匯流排2相連,另一端又同與一個(gè)雙匯流排3相連,所述3個(gè)雙匯流排與6個(gè)單匯流排構(gòu)成一個(gè)彼此不相連且在同一個(gè)平面上的環(huán)形結(jié)構(gòu),其內(nèi)徑大于電阻爐內(nèi)坩堝外徑20mm,其外徑小于爐內(nèi)隔熱保溫體內(nèi)徑40mm。在上述單、雙匯流排上各設(shè)一根下端與其垂直相連的短柱即引出電極,它們與供電電源輸出端相連。于是每對(duì)鎢桿束的兩端一端分別單獨(dú)供電,另一端則合在一起供電,這樣3對(duì)鎢桿束就形成9點(diǎn)供電模式,每對(duì)鎢桿束分別采用獨(dú)立的交流電源供電,每對(duì)鎢桿束的等效電阻為3-4mΩ,可為生長(zhǎng)爐內(nèi)提供70-90KW的加熱功率。