專利名稱：?jiǎn)我唤M分氧化物晶體生長(zhǎng)用坩堝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種單一組分氧化物晶體生長(zhǎng)用坩堝。
背景技術(shù)：
單一組分氧化物晶體，例如，藍(lán)寶石晶體，在物化性能上表現(xiàn)為各向異性，要生長(zhǎng)高質(zhì)量的藍(lán)寶石晶體必須依據(jù)藍(lán)寶石晶體本身的特性建立適合其生長(zhǎng)的溫場(chǎng)，坩堝是溫場(chǎng)中的主體，因此坩堝的設(shè)計(jì)是溫場(chǎng)中的關(guān)鍵。目前各種熔體法生長(zhǎng)藍(lán)寶石過程中使用的坩堝一般都為底部平坦的圓桶裝，由于發(fā)熱體發(fā)熱的不均勻性，在熔體法生長(zhǎng)藍(lán)寶石晶體中坩堝底部的溫度、坩堝中部的溫度以及坩堝上部的溫度并非呈現(xiàn)線性分布。例如，公開號(hào)為2571773的中國(guó)專利公開了一種中頻感應(yīng)加熱提拉法晶體生長(zhǎng)爐上的熱場(chǎng)裝置，熱場(chǎng)裝置的隔熱層采用復(fù)合式固定結(jié)構(gòu)，其外層以硬質(zhì)耐火材料制成薄壁直筒形，而內(nèi)襯以相同材料制成上口稍大、下底稍小的薄壁倒錐筒形，在外層和內(nèi)襯之間的四周充填耐高溫絕熱材料，作為加熱器的鉬坩堝的形狀也制成與內(nèi)襯相配合的倒錐筒形。 在該公開的專利中，內(nèi)襯的底部是平坦的，其仍然存在前述的缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種單一組分氧化物晶體生長(zhǎng)用坩堝，以解決現(xiàn)有技術(shù)中坩堝內(nèi)熔體溫度梯度分布不合理，以及不利于采用C向生長(zhǎng)單一組分氧化物晶體。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種單一組分氧化物晶體生長(zhǎng)用坩堝，具有相連的鍋壁和鍋底，鍋壁呈圓柱筒，其內(nèi)表面為倒置的第一截錐面，外表面為直圓柱筒面；以及鍋底被構(gòu)造成其上表面為倒置的第二截錐面或倒置的尖錐面，其下表面具有在鍋底中央的定位部、及圍繞定位部的倒置的第三截錐面。優(yōu)選地，第一截錐面的半錐頂角大于等于0.5°小于等于5° ；第二截錐面和尖錐面的半錐頂角大于等于45°小于等于85° ；第三截錐面的半錐頂角大于等于45°小于等于 85°。優(yōu)選地，定位部為平面結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，定位部為凹槽結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，坩堝為用于生長(zhǎng)藍(lán)寶石晶體的鎢坩堝。相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于(1)由于坩堝的鍋底和鍋壁均為具有倒錐面的錐度設(shè)計(jì)，這使得坩堝內(nèi)熔體溫度梯度分布更加合理，利于晶體生長(zhǎng)穩(wěn)定的進(jìn)行；(2)坩堝鍋底的上表面(S卩，內(nèi)表面)設(shè)有倒置的截錐面，從而對(duì)晶體生長(zhǎng)產(chǎn)生強(qiáng)制作用，有利于采用C向生長(zhǎng)單一組分氧化物晶體；(3)設(shè)置于坩堝鍋底的倒置的截錐面，使得晶體生長(zhǎng)完成后晶體底部與坩堝鍋底不易粘連，從而提高晶體生長(zhǎng)的良率；(4)坩堝鍋底的上表面與坩堝鍋壁的內(nèi)表面均呈倒錐面設(shè)計(jì)，以使得坩堝內(nèi)部構(gòu)成上大下小的錐度設(shè)計(jì)，這有利于晶體從坩堝內(nèi)取出；(5)設(shè)于坩堝鍋底底部中央處的定位部構(gòu)造為凹槽結(jié)構(gòu)，這使得坩堝更容易固定于底部支架上，不易偏離加熱坩堝內(nèi)容物所用熱系統(tǒng)的中心。

圖1是本實(shí)用新型的單一組分氧化物晶體生長(zhǎng)用坩堝的剖視圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的單一組分氧化物晶體生長(zhǎng)用坩堝具有相連的鍋壁1和鍋底3，其中鍋壁1和鍋底3內(nèi)表面均呈倒錐面設(shè)計(jì)，使得坩堝內(nèi)部為上大下小的倒錐結(jié)構(gòu)。 由于坩堝的鍋底和鍋壁均為具有倒錐面的錐度設(shè)計(jì)，這使得坩堝內(nèi)熔體溫度梯度分布更加合理，利于晶體生長(zhǎng)穩(wěn)定的進(jìn)行；而且有利于晶體從坩堝內(nèi)取出。具體而言，圖1示出，鍋壁1呈圓柱筒，鍋壁1的內(nèi)表面為倒置的第一截錐面11， 鍋壁1的外表面為直圓柱筒面13。鍋底3的上表面(S卩，內(nèi)表面)為倒置的第二截錐面31 或倒置的尖錐面，鍋底3的下表面(即，外表面)具有在鍋底3中央的定位部35、及圍繞定位部35的倒置的第三截錐面33。由于坩堝鍋底的內(nèi)表面設(shè)為倒錐面(尖錐面和截錐面均屬于倒錐面的一種)，從而對(duì)晶體生長(zhǎng)產(chǎn)生強(qiáng)制作用，有利于采用C向生長(zhǎng)單一組分氧化物晶體；而且這種倒錐面設(shè)計(jì)，使得晶體生長(zhǎng)完成后晶體底部與坩堝鍋底不易粘連，從而提高晶體生長(zhǎng)的良率。作為優(yōu)選實(shí)施方式，圖1中還示出，第一截錐面11的半錐頂角θ大于等于0.5° 小于等于5° ；第二截錐面31半錐頂角大于等于45°小于等于85°，相應(yīng)地，圖1中的角度α 2大于等于0°小于等于45°，第二截錐面31的底平面寬度b大于0mm(b等于Omm時(shí)相當(dāng)于以下所述的尖錐面)；第三截錐面33的半錐頂角大于等于45°小于等于85°，相應(yīng)地，圖1中的角度α 大于等于0°小于等于45°。作為一種替換方式，也可以以具有尖角的倒置的尖錐面替換第二截錐面31，尖錐面的半錐頂角與第二截錐面取相同的數(shù)值。需要指出，不論是倒置的尖錐面還是倒置的截錐面，二者均屬于上大下小的倒錐面。圖1還示出，定位部35為凹槽結(jié)構(gòu)，該凹槽用于將坩堝支撐在底部支架(未示出) 上；可替換地，定位部35也可以是平面結(jié)構(gòu)。在定位部35為凹槽時(shí)，凹槽的深度小于等于 IOmm,當(dāng)深度為Omm時(shí)相當(dāng)于前述情形，即，定位部為平面結(jié)構(gòu)。其中在定位部構(gòu)造為凹槽結(jié)構(gòu)，這尤其使得坩堝更容易固定于底部支架上，不易偏離加熱坩堝內(nèi)容物所用熱系統(tǒng)的中心。進(jìn)一步，在圖1中，當(dāng)?shù)诙劐F面31的底平面寬度b大于0mm，以及當(dāng)定位部35為上述凹槽結(jié)構(gòu)時(shí)，凹槽底面與第二截錐面31的底平面之間的厚度大于等于IOmm小于等于 60mm。繼續(xù)參見圖1，凹槽實(shí)際上設(shè)置在第三截錐面33的底平面上，并且凹槽與第三截錐面 33的底平面邊緣之間的距離w大于等于Omm小于等于20mm。優(yōu)選地，本實(shí)用新型的上述任一坩堝為藍(lán)寶石晶體生長(zhǎng)用鎢坩堝，可以用于生長(zhǎng)。本實(shí)用新型的坩堝適用于熔體法單一組分氧化物晶體(例如，藍(lán)寶石晶體)生長(zhǎng)用，例如，適用于提拉法生長(zhǎng)藍(lán)寶石以及以提拉法為基礎(chǔ)改進(jìn)后的藍(lán)寶石晶體生長(zhǎng)工藝，泡生法以及在泡生法基礎(chǔ)上改進(jìn)后的各類藍(lán)寶石生長(zhǎng)工藝，熱交換法以及各類改良后的熱交換法藍(lán)寶石晶體生長(zhǎng)工藝。 以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種單一組分氧化物晶體生長(zhǎng)用坩堝，具有相連的鍋壁(1)和鍋底(3)，其特征在于，所述鍋壁(1)呈圓柱筒，其內(nèi)表面為倒置的第一截錐面(11)，外表面為直圓柱筒面 (13)；以及所述鍋底C3)被構(gòu)造成其上表面為倒置的第二截錐面(31)或倒置的尖錐面，其下表面具有在鍋底C3)中央的定位部(35)、及圍繞所述定位部(3 的倒置的第三截錐面(33)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單一組分氧化物晶體生長(zhǎng)用坩堝，其特征在于，所述第一截錐面(11)的半錐頂角大于等于0.5°小于等于5° ；所述第二截錐面(31) 和尖錐面的半錐頂角大于等于45°小于等于85° ；所述第三截錐面(33)的半錐頂角大于等于45°小于等于85°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單一組分氧化物晶體生長(zhǎng)用坩堝，其特征在于，所述定位部(35)為平面結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單一組分氧化物晶體生長(zhǎng)用坩堝，其特征在于，所述定位部(35)為凹槽結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單一組分氧化物晶體生長(zhǎng)用坩堝，其特征在于，所述坩堝為用于生長(zhǎng)藍(lán)寶石晶體的鎢坩堝。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種單一組分氧化物晶體生長(zhǎng)用坩堝，具有相連的鍋壁(1)和鍋底(3)，鍋壁(1)呈圓柱筒，其內(nèi)表面為倒置的第一截錐面(11)，外表面為直圓柱筒面(13)；以及鍋底(3)被構(gòu)造成其上表面為倒置的第二截錐面(31)或倒置的尖錐面，其下表面具有在鍋底(3)中央的定位部(35)、及圍繞所述定位部(35)的倒置的第三截錐面(33)。本實(shí)用新型不僅使得坩堝內(nèi)熔體溫度梯度分布合理，而且有利于采用C向生長(zhǎng)單一組分氧化物晶體。
文檔編號(hào)C30B29/16GK202090095SQ20112013820
公開日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月4日
發(fā)明者于旭東, 盛建明, 胡董成 申請(qǐng)人:江蘇同人電子有限公司