專利名稱：一種藍(lán)寶石晶體的泡生法生產(chǎn)設(shè)備中的加熱電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于人工晶體生產(chǎn)工藝設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，涉及KY法生產(chǎn)藍(lán)寶石晶體的工藝裝備，更具體地說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種藍(lán)寶石晶體的泡生法生產(chǎn)設(shè)備中的加熱電極。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，采用泡生法(即KY法)生產(chǎn)藍(lán)寶石晶體的生產(chǎn)設(shè)備，其中的加熱體的結(jié)構(gòu)是:一個(gè)同心圓形電極固定座，沿著該圓形的中心軸線切斷，一邊是正極，一邊是負(fù)極，采用鎢棒作為導(dǎo)電發(fā)熱體，將正極和負(fù)極連接。其工作原理是:電流通過(guò)固定在正極固定座上鎢棒到底部,往回到負(fù)極固定座,開(kāi)始熱場(chǎng)工作。如圖1至圖4所示:同心圓的電極固定座分為兩個(gè)半圓環(huán)形的結(jié)構(gòu),分別為第一電極固定座I和第二電極固定座4,且分別為正極和負(fù)極。加熱體上有多根電極5,每個(gè)電極5的兩個(gè)端部分別固定在第一電極固定座I和第二電極固定座4上，通過(guò)跨接的方式，形成電流通路；每個(gè)電極5上均有兩個(gè)折彎，使電極5形成“U”形，電極5的端部分別垂直于第一電極固定座I和第二電極固定座4所構(gòu)成的圓環(huán)面，其兩個(gè)折彎的連接部平行于該圓環(huán)面。如圖1和圖4所示。其緊固連接的方式是在電極固定座的側(cè)面，通過(guò)螺紋連接將電極5緊固(圖4所示)。電極5的端部在第一電極固定座I和第二電極固定座4上均勻分布。如圖2和圖3所示。·在所述的多個(gè)電極5的橫截面上，電極5分布在與所述的電極固定座的圓形相應(yīng)的圓周上，這樣，所有電極5在外形上構(gòu)成圓柱形。通過(guò)電極固定外環(huán)2及電極固定內(nèi)環(huán)3在圓柱形的側(cè)面位置將電極5固定；如圖1和圖4所示。電極固定外環(huán)2及電極固定內(nèi)環(huán)3也與第一電極固定座I和第二電極固定座4 一樣，為兩個(gè)半圓，使電極的正極、負(fù)極在該處不發(fā)生導(dǎo)通。電極固定外環(huán)2及電極固定內(nèi)環(huán)3在該圓柱形的軸線方向上設(shè)置多組。如圖1所示設(shè)置了 5組，起到很好的固定作用。在圖2和圖3中還可看出:電極5的數(shù)量為24個(gè)，分為6組，每組4個(gè)，每組內(nèi)的電極5上的兩個(gè)折彎的連接部互相平行；各組電極5的折彎連接部在圓柱形的下端部的軸線上形成三層，互相錯(cuò)開(kāi)。在平面投影上，6組電極5有4組形成“井”字形，另兩組與所述“井”字的任意一邊為45°夾角。采用絕緣材料將第一電極固定座I和第二電極固定座4連接固定。上述技術(shù)方案的缺點(diǎn)是:1、同心圓一個(gè)半圓電極是正極，另一個(gè)半圓是負(fù)極，易造成長(zhǎng)圓柱形發(fā)熱不均勻，坩堝內(nèi)三氧化二鋁液體冷心飄浮不定，引晶下種困難；2、發(fā)熱體下部交匯同心圓面小(即所述的“井”字形中間的空隙)，只能安放較小直徑的鎢、鑰支撐棒，高溫造成強(qiáng)度不夠，以致坩堝傾斜，發(fā)生質(zhì)量及安全事故；3、由于發(fā)熱體易變形，每開(kāi)一爐后需要經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員進(jìn)行調(diào)整；而培養(yǎng)這樣一名經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員要5 8年時(shí)間，故難以在大規(guī)模生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種藍(lán)寶石晶體的泡生法生產(chǎn)設(shè)備中的加熱電極，其目的是優(yōu)化生產(chǎn)工藝并改善設(shè)備的工作狀況。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:本實(shí)用新型的這種藍(lán)寶石晶體的泡生法生產(chǎn)設(shè)備中的加熱電極，包括多個(gè)電極5、兩個(gè)電極固定座，還設(shè)有電極固定圈，所述的電極5與所述的電極固定座緊固連接；每個(gè)電極5上均設(shè)有兩個(gè)折彎，使其形成三段，即中間段及兩個(gè)互相平行的側(cè)面段，所述的電極5的兩端與所述的電極固定座的端面垂直；所述的兩個(gè)電極固定座均為圓環(huán)形，且同軸線分布；所述的電極5在與所述的圓環(huán)形同心的圓上，交錯(cuò)與兩個(gè)所述的電極固定座連接，且兩個(gè)電極固定座與電極5連接的端面在所述的圓環(huán)形的軸線上錯(cuò)開(kāi)；每個(gè)所述的電極的兩端分別與兩個(gè)電極固定座連接；所述的電極5上互相平行的兩段的長(zhǎng)度不相等。所述的兩個(gè)電極固定座分別為負(fù)極固定座2和正極固定座3,每個(gè)所述的電極5的一端穿過(guò)所述的負(fù)極固定座3，與所述的正極固定座2緊固連接。所述的電極固定圈分別為負(fù)極固定圈I和正極固定圈4,且均為圓環(huán)形；在垂直于電極固定座軸線的平面上，所述的電極固定圈間隔地與所述的電極5連接。所述的電極5分為六組，構(gòu)成六個(gè)電極組，各電極組內(nèi)電極5的數(shù)量相等；每組內(nèi)的電極5的中間段互相平行，使同組內(nèi)的較長(zhǎng)的側(cè)面段均相鄰，較短的側(cè)面段均相鄰。所述的六個(gè)電極組在電極固定座的圓周上交錯(cuò)地均勻分布。本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案，電極的正、負(fù)端在圓周上交替分布，電極形成的長(zhǎng)圓柱形發(fā)熱均勻，坩堝內(nèi)三氧化二鋁液體冷心容易確定，引晶下種容易，發(fā)熱體變形少；發(fā)熱體下部交匯同心圓面大，可安放較大直徑的鎢、鑰支撐棒，確保坩堝不傾斜；由于本實(shí)用新型的發(fā)熱體每開(kāi)一爐后的變形少，能使泡生法(即KY法)生產(chǎn)藍(lán)寶石長(zhǎng)晶形成的工藝更加優(yōu)化，便于在大規(guī)模生產(chǎn)中推廣。另外，本實(shí)用新型還具有以下優(yōu)點(diǎn):1、如果在設(shè)計(jì)發(fā)熱捧交叉時(shí)，為了避免相互之間碰撞造成短路，而把一組發(fā)熱棒加長(zhǎng)來(lái)避免相互之間碰撞，這樣造成最長(zhǎng)的發(fā)熱棒與最短的發(fā)熱捧長(zhǎng)度之差有150_左右,造成每根發(fā)熱棒發(fā)熱量及溫度有差異；本實(shí)用新型通過(guò)電極側(cè)面段長(zhǎng)度設(shè)置不同，使得每組電極高低交叉，提高了單根發(fā)熱棒的長(zhǎng)度一致性，比設(shè)計(jì)最長(zhǎng)的發(fā)熱棒與最短的發(fā)熱捧長(zhǎng)度之差減小了 40mm，提高了每根發(fā)熱棒發(fā)熱量的 一致性，減少了溫度差異；2、發(fā)熱體正極固定電極、負(fù)板固定電極與設(shè)備的正負(fù)極連接從原來(lái)的從下往上連接改為從上往下連接，提高了連接的方便性。

下面對(duì)本說(shuō)明書(shū)各幅附圖所表達(dá)的內(nèi)容及圖中的標(biāo)記作簡(jiǎn)要說(shuō)明:圖1為背景技術(shù)中所述的加熱體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示結(jié)構(gòu)的俯視示意圖；圖3為圖1所示結(jié)構(gòu)的仰視示意圖；[0028]圖4為圖1中電極固定座的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖6所示結(jié)構(gòu)的俯視示意圖；圖6為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為圖6所示結(jié)構(gòu)的仰視示意圖；圖8為圖6中電極固定圈處的剖視示意圖；圖9為圖6中的電極平面狀態(tài)的示意圖；圖10為圖6中電極固定座的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖11為圖6所示結(jié)構(gòu)另一個(gè)方向的示意圖；圖12為圖5所示結(jié)構(gòu)的尺寸示意圖；圖13為電極的兩側(cè)面段的長(zhǎng)度尺寸差示意圖。圖1至圖4中的標(biāo)記為:1、第一電極固定座，2、電極固定外環(huán)，3、電極固定內(nèi)環(huán)，4、第二電極固定座，5、電極。圖5至圖10中的標(biāo)記為:·[0041]1、負(fù)極固定圈，2、負(fù)極固定座,3、正極固定座,4、正極固定圈,5、電極。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)照附圖，通過(guò)對(duì)實(shí)施例的描述，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，以幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。如圖5至圖10所示的本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，為一種藍(lán)寶石晶體的泡生法(KY法)生產(chǎn)設(shè)備中的加熱電極，包括多個(gè)電極5、兩個(gè)電極固定座,還設(shè)有電極固定圈,所述的電極5與所述的電極固定座緊固連接；每個(gè)電極5上均設(shè)有兩個(gè)折彎，使其形成三段，即中間段及兩個(gè)互相平行的側(cè)面段，所述的電極5的兩端與所述的電極固定座的端面垂直。在泡生法生產(chǎn)中，對(duì)冷心的穩(wěn)定性要求很高，因?yàn)樽丫ч_(kāi)始生長(zhǎng)取決于穩(wěn)定的冷心。在這個(gè)基礎(chǔ)上，為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題并克服其缺陷，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化生產(chǎn)工藝并改善設(shè)備的工作狀況的發(fā)明目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:如圖1至圖10所示，本實(shí)用新型的這種藍(lán)寶石晶體的泡生法生產(chǎn)設(shè)備中的加熱電極，所述的兩個(gè)電極固定座均為圓環(huán)形，且同軸線分布；所述的電極5在與所述的圓環(huán)形同心的圓上，交錯(cuò)與兩個(gè)所述的電極固定座連接，且兩個(gè)電極固定座與電極5連接的端面在所述的圓環(huán)形的軸線上錯(cuò)開(kāi)；每個(gè)所述的電極的兩端分別與兩個(gè)電極固定座連接；如圖9所示，所述的電極5上互相平行的兩個(gè)側(cè)面段的長(zhǎng)度不相等。本實(shí)用新型通過(guò)電極側(cè)面段長(zhǎng)度設(shè)置不同，使得每組電極高低交叉，提高了單根發(fā)熱棒的長(zhǎng)度一致性，比設(shè)計(jì)最長(zhǎng)的發(fā)熱棒與最短的發(fā)熱捧長(zhǎng)度之差減小了 40mm，提高了每根發(fā)熱棒發(fā)熱量的一致性，減少了溫度差異。在所述的多個(gè)電極5的橫截面上，電極5分布在與所述的電極固定座的圓形相應(yīng)的圓周上，這樣，所有電極5在外形上構(gòu)成圓柱形。本實(shí)用新型的工作原理是:當(dāng)電源正極從本發(fā)熱體正極接入，經(jīng)固定在正極上的鎢棒，穿過(guò)負(fù)極(負(fù)極避空)到底部往回到負(fù)極固定盤(pán)。低電壓、大電流產(chǎn)生熱量，開(kāi)始熱場(chǎng)工作。電極的正、負(fù)端在圓周上交替分布，電極形成的長(zhǎng)圓柱形發(fā)熱均勻，坩堝內(nèi)三氧化二鋁液體冷心容易確定，引晶下種容易，發(fā)熱體變形少。因此，優(yōu)化了泡生法生產(chǎn)工藝并改善設(shè)備的工作狀況。由于本實(shí)用新型的發(fā)熱體每開(kāi)一爐后的變形少，能使KY法(即泡生法)生產(chǎn)藍(lán)寶石長(zhǎng)晶形成工藝化，便于在大規(guī)模生產(chǎn)中推廣。如圖7、圖8和圖10所示，所述的兩個(gè)電極固定座分別為負(fù)極固定座2和正極固定座3，每個(gè)所述的電極5的一端穿過(guò)所述的負(fù)極固定座2 (即以上所述的“負(fù)極避空”)，與所述的正極固定座3緊固連接。負(fù)極固定座2上相應(yīng)設(shè)置通孔，大于電極5的直徑，使其保證不會(huì)相碰。如圖5和圖6所示,所述的電 極固定圈分別為負(fù)極固定圈I和正極固定圈4,且均為圓環(huán)形；在垂直于電極固定座軸線的平面上，所述的電極固定圈間隔地與所述的電極5連接。通過(guò)負(fù)極固定圈I和正極固定圈4在圓柱形的側(cè)面位置將電極5固定。圖6所示，共設(shè)置六組固定圈，每組固定圈有一個(gè)負(fù)極固定圈I和一個(gè)正極固定圈4,分別錯(cuò)開(kāi)固定電極5,避免電路在固定圈上導(dǎo)通。如圖5和圖7所示:所述的電極5分為六組，構(gòu)成六個(gè)電極組，各電極組內(nèi)電極5的數(shù)量相等；每組內(nèi)的電極5的中間段互相平行，使同組內(nèi)的較長(zhǎng)的側(cè)面段均相鄰，較短的側(cè)面段均相鄰。所述的六個(gè)電極組在電極固定座的圓周上交錯(cuò)地均勻分布。圖中所示的電極5共有30個(gè)，共分六組，所以每組為5個(gè)。六組電極近似構(gòu)成正六邊形?，F(xiàn)有技術(shù)中采用半圓的固定座，就無(wú)法做到。這樣，發(fā)熱體下部交匯同心圓面大，實(shí)際上形成了一個(gè)下六邊形的通道，面積大得多，可安放較大直徑的鎢、鑰支撐棒，確保坩禍不傾斜；如圖5至圖7所示，所述的每個(gè)等邊三角形上的所有電極5的兩個(gè)折彎的連接部，即中間段，分布在一個(gè)平面上，因此，通過(guò)電極側(cè)面段長(zhǎng)度設(shè)置不同，使得每組電極高低交叉，提高了單根發(fā)熱棒的長(zhǎng)度一致性，比設(shè)計(jì)最長(zhǎng)的發(fā)熱棒與最短的發(fā)熱捧長(zhǎng)度之差減小了 40_，提高了每根發(fā)熱棒發(fā)熱量的一致性，減少了溫度差異。從圖10中可以看出:發(fā)熱體正極固定電極、負(fù)板固定電極與設(shè)備的正負(fù)極連接從原來(lái)的從下往上連接改為從上往下連接，提高了連接的方便性。圖11給出了圖6中所示結(jié)構(gòu)的另一個(gè)方向的視圖。上述加熱電極的總長(zhǎng)度為903mmo在圖12和圖13中，給出了本實(shí)用新型實(shí)施所采用的具體尺寸。下表給出了電極的總長(zhǎng)尺寸，按圖12中給出的寬度尺寸，其電極的總長(zhǎng)尺寸分別為:
M[MIpi^
327.08 62050.08
303.09 62026.09
權(quán)利要求1.一種藍(lán)寶石晶體的泡生法生產(chǎn)設(shè)備中的加熱電極，包括多個(gè)電極(5)、兩個(gè)電極固定座，還設(shè)有電極固定圈，所述的電極(5)與所述的電極固定座緊固連接； 每個(gè)電極(5)上均設(shè)有兩個(gè)折彎，使其形成三段，即中間段及兩個(gè)互相平行的側(cè)面段，所述的電極(5)的兩端與所述的電極固定座的端面垂直； 其特征在于: 所述的兩個(gè)電極固定座均為圓環(huán)形，且同軸線分布； 所述的電極(5)在與所述的圓環(huán)形同心的圓上，交錯(cuò)與兩個(gè)所述的電極固定座連接，且兩個(gè)電極固定座與電極(5)連接的端面在所述的圓環(huán)形的軸線上錯(cuò)開(kāi)； 每個(gè)所述的電極的兩端分別與兩個(gè)電極固定座連接； 所述的電極(5)上互相平行的兩段的長(zhǎng)度不相等。
2.按照權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石晶體的泡生法生產(chǎn)設(shè)備中的加熱電極，其特征在于:所述的兩個(gè)電極固定座分別為負(fù)極固定座(2)和正極固定座(3),每個(gè)所述的電極(5)的一端穿過(guò)所述的負(fù)極固定座(2)，與所述的正極固定座(3)緊固連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石晶體的泡生法生產(chǎn)設(shè)備中的加熱電極，其特征在于:所述的電極固定圈分別為負(fù)極固定圈(I)和正極固定圈(4),且均為圓環(huán)形；在垂直于電極固定座軸線的平面上，所述的電極固定圈間隔地與所述的電極(5)連接。
4.按照權(quán)利要求1所述的藍(lán)寶石晶體的泡生法生產(chǎn)設(shè)備中的加熱電極，其特征在于:所述的電極(5)分為六組，構(gòu)成六 個(gè)電極組，各電極組內(nèi)電極(5)的數(shù)量相等；每組內(nèi)的電極(5)的中間段互相平行，使同組內(nèi)的較長(zhǎng)的側(cè)面段均相鄰，較短的側(cè)面段均相鄰。
5.按照權(quán)利要求4所述的藍(lán)寶石晶體的泡生法生產(chǎn)設(shè)備中的加熱電極，其特征在于:所述的六個(gè)電極組在電極固定座的圓周上交錯(cuò)地均勻分布。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種藍(lán)寶石晶體的泡生法生產(chǎn)設(shè)備中的加熱電極，每個(gè)電極上均設(shè)有兩個(gè)折彎，使其形成三段，即中間段及兩個(gè)互相平行的側(cè)面段，電極的兩端與電極固定座的端面垂直；兩個(gè)電極固定座均為圓環(huán)形，且同軸線分布；電極在與圓環(huán)形同心的圓上，交錯(cuò)與兩個(gè)電極固定座連接，且兩個(gè)電極固定座與電極連接的端面在圓環(huán)形的軸線上錯(cuò)開(kāi)；每個(gè)電極的兩端分別與兩個(gè)電極固定座連接；電極上互相平行的兩段的長(zhǎng)度不相等。本實(shí)用新型通過(guò)電極側(cè)面段長(zhǎng)度設(shè)置不同，使得每組電極高低交叉，提高了單根發(fā)熱棒的長(zhǎng)度一致性，比設(shè)計(jì)最長(zhǎng)的發(fā)熱棒與最短的發(fā)熱捧長(zhǎng)度之差減小，提高了每根發(fā)熱棒發(fā)熱量的一致性，減少了溫度差異。
文檔編號(hào)C30B17/00GK203144554SQ20132010797
公開(kāi)日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月9日
發(fā)明者何康德, 孫平川, 吳嘉 申請(qǐng)人:青海鑄瑪藍(lán)寶石晶體有限公司