一种卤化物晶体生长用冷却装置的制作方法

本技术属于冷却装置，具体是提供一种卤化物晶体生长用冷却装置。

背景技术：

1、在生长卤化物晶体时，目前常用下降法晶体生长技术，但在下降法晶体生长技术中，为了制备大尺寸卤化物单晶，通常生长梯度要求大于20℃/cm，需要下方冷却平台有较好的导热能力，为了确保良好的导热能力，通常使用纯铜作为导热件。

2、然而选用铜作为导热件存在以下问题：部分卤化物的生长温度为621℃，铜在此温度下会被迅速氧化生成导热能力差的氧化铜夹层，这极大影响了导热能力与导热不均匀性，使得实际晶体生长界面温度不稳定，导致晶体质量下降；同时在生长环节后还需要额外增加除去铜表面氧化层的工序，提高了生产成本。

3、此外，晶体生长过程中晶体不断下降，生长界面与导热架间距离增加，由于单位时间传热速率降低，导致实际生长梯度变小。所以需要对生长环境温度实时监测与控制，保持生长界面梯度平稳。

4、因此，上述问题亟待解决。

技术实现思路

1、实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是要提供一种卤化物晶体生长用冷却装置，能够准确控制卤化物晶体的生长温度，避免周围环境对导热装置的氧化，防止导热装置氧化后的传热效果下降，导致结晶温度不稳定。

2、技术方案：为了实现上述目的，本实用新型提供了一种卤化物晶体生长用冷却装置，包括：生长炉、加热件、导热架、耐高温容器、冷却架和升降平台；导热架一端承载有耐高温容器，导热架远离耐高温容器的一端卡设在冷却架上，导热架上还安装有用于提拉导热架的提拉装置，冷却架远离导热架一端连接有升降平台；导热架、耐高温容器和冷却架位于生长炉中，生长炉靠近耐高温容器一侧表面的炉壁上设置有加热件。本实用新型卤化物晶体生长用冷却装置中，在生长卤化物晶体时，需先将原材料放入耐高温容器中，然后放入晶体生长炉内熔融，通过承托耐高温容器的导热架缓慢下降，定向凝固熔体得到单晶。

3、进一步地，上述的卤化物晶体生长用冷却装置中，导热架包括底座、支撑块和载物块；底座一端卡设在冷却架中，底座另一端连接有载物块，载物块靠近耐高温容器一侧表面设有第一凹槽，耐高温容器嵌合在载物块的第一凹槽中，底座上设有环绕底座的支撑块。本实用新型卤化物晶体生长用冷却装置中，通过在载物块上设有凹槽将耐高温容器卡接，能够对耐高温容器进行固定，又能够随时取下耐高温容器。

4、进一步地，上述的卤化物晶体生长用冷却装置中，导热架的材质为纯铜，导热架的底座上镀有一层金膜。本实用新型卤化物晶体生长用冷却装置中导热架的材料选用纯铜，提升导热架的传热能力，同时在与冷却架接触的底座上镀有金膜，防止铜表面生成导热性差的氧化铜，降低生长梯度，提高使用寿命与重复利用率。

5、进一步地，上述的卤化物晶体生长用冷却装置中，提拉装置包括托板、连接套筒和拉环，支撑块靠近冷却架一侧表面连接有托板，托板靠近生长炉的一端连接有连接套筒，连接套筒沿生长炉高度方向布置，连接套筒远离冷却架的一端设置有拉环。本实用新型卤化物晶体生长用冷却装置中通过在导热架上设置提拉装置，方便随时取出导热架以及耐高温容器，同时该提拉装置还能够防止耐高温容器爆裂时的碎片飞入生长炉内。

6、进一步地，上述的卤化物晶体生长用冷却装置中，导热架中还安装测温装置，测温装置为热电偶，热电偶安装在底座中。本实用新型卤化物晶体生长用冷却装置中通过在导热架中设置热电偶，方便随时观察导热架的温度情况，确保温度梯度不变，防止梯度改变导致晶体生长中后期质量下降。

7、进一步地，上述的卤化物晶体生长用冷却装置中，冷却架为水冷架，冷却架中设置有水流通道，水流通道环绕导热架设置，水流通道的两端分别设置有进水管和出水管。本实用新型卤化物晶体生长用冷却装置中通过水冷架对晶体进行降温，通过调整冷却水温度与冷却水流量灵活调整温与晶体温差改变晶体传热速率。

8、进一步地，上述的卤化物晶体生长用冷却装置中，冷却架包括第一竖管、第二竖管和连接管，第一竖管与第二竖管间隔布置，第一竖管靠近升降平台一端连接有进水管，第二竖管靠近升降平台一端连接有出水管，连接管两端分别连接第一竖管与第二竖管，冷却架呈“h”形，连接管、第一竖管与第二竖管在靠近导热架一侧形成第二凹槽，导热架卡设在第二凹槽中。本实用新型卤化物晶体生长用冷却装置中将导热架卡设在冷却架上，冷却架既能够对导热架充分冷却，又能够发挥支撑作用，方便随时从冷却架上移出导热架。

9、进一步地，上述的卤化物晶体生长用冷却装置中，生长炉的炉壁中设置有控温装置与测温装置。控温装置为控温热电偶，测温装置为测温热电偶。

10、上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型卤化物晶体生长用冷却装置中，耐高温容器、导热架和冷却架之间卡接，装置整体的灵活性强，方便随时取下；导热架采用纯铜制作，传热能力强，同时表面镀金，防止铜表面的氧化膜影响传热能力；冷却架采用水冷，通过设定冷却水温度以及流量，灵活调整温度；装置中设有热电偶，对装置温度实时测定与调整，确保冷却温度稳定。

技术特征：

1.一种卤化物晶体生长用冷却装置，其特征在于：包括生长炉（1）、加热件（2）、导热架（3）、耐高温容器（4）、冷却架（5）和升降平台（6）；所述导热架（3）一端承载有耐高温容器（4），所述导热架（3）远离耐高温容器（4）的一端卡设在冷却架（5）上，所述导热架（3）上还安装有用于提拉导热架（3）的提拉装置，所述冷却架（5）远离导热架（3）一端连接有升降平台（6）；所述导热架（3）、耐高温容器（4）和冷却架（5）位于生长炉（1）中，所述生长炉（1）靠近耐高温容器（4）一侧表面的炉壁上设置有加热件（2）。

2.根据权利要求1所述的卤化物晶体生长用冷却装置，其特征在于：所述导热架（3）包括底座（31）、支撑块（32）和载物块（33）；所述底座（31）一端卡设在冷却架（5）中，所述底座（31）另一端连接有载物块（33），所述载物块（33）靠近耐高温容器（4）一侧表面设有第一凹槽，所述耐高温容器（4）嵌合在载物块（33）的第一凹槽中，所述底座（31）上设有环绕底座（31）的支撑块（32）。

3.根据权利要求2所述的卤化物晶体生长用冷却装置，其特征在于：所述导热架（3）的材质为纯铜，所述导热架（3）的底座（31）上镀有一层金膜。

4.根据权利要求2所述的卤化物晶体生长用冷却装置，其特征在于：所述提拉装置包括托板（71）、连接套筒（72）和拉环（73），所述支撑块（32）靠近冷却架（5）一侧表面连接有托板（71），所述托板（71）靠近生长炉（1）的一端连接有连接套筒（72），所述连接套筒（72）沿生长炉（1）高度方向布置，所述连接套筒（72）远离冷却架（5）的一端设置有拉环（73）。

5.根据权利要求2所述的卤化物晶体生长用冷却装置，其特征在于：所述导热架（3）中还安装测温装置，所述测温装置为热电偶，所述热电偶安装在底座（31）中。

6.根据权利要求1所述的卤化物晶体生长用冷却装置，其特征在于：所述冷却架（5）为水冷架，所述冷却架（5）中设置有水流通道，所述水流通道环绕导热架（3）设置，所述水流通道的两端分别设置有进水管（54）和出水管（55）。

7.根据权利要求6所述的卤化物晶体生长用冷却装置，其特征在于：所述冷却架（5）包括第一竖管（51）、第二竖管（52）和连接管（53），所述第一竖管（51）与第二竖管（52）间隔布置，所述第一竖管（51）靠近升降平台（6）一端连接有进水管（54），所述第二竖管（52）靠近升降平台（6）一端连接有出水管（55），所述连接管（53）两端分别连接第一竖管（51）与第二竖管（52），所述冷却架（5）呈“h”形，连接管（53）、第一竖管（51）与第二竖管（52）在靠近导热架（3）一侧形成第二凹槽，所述导热架（3）卡设在第二凹槽中。

8.根据权利要求1所述的卤化物晶体生长用冷却装置，其特征在于：所述生长炉（1）的炉壁中设置有控温装置与测温装置。

9.根据权利要求8所述的卤化物晶体生长用冷却装置，其特征在于：所述控温装置为控温热电偶，所述测温装置为测温热电偶。

技术总结本技术属于冷却装置技术领域，具体涉及一种卤化物晶体生长用冷却装置。该冷却装置包括生长炉、加热件、导热架、耐高温容器、冷却架和升降平台；导热架一端承载有耐高温容器，导热架远离耐高温容器的一端卡设在冷却架上，冷却架远离导热架一端连接有升降平台；导热架、耐高温容器和冷却架位于生长炉中，生长炉靠近耐高温容器一侧表面的炉壁上设置有加热件。本装置通过承托耐高温容器的导热架缓慢下降，定向凝固熔体得到单晶，本装置对温度梯度准确控制，提高晶体质量。技术研发人员：郑霄,刘伟,王豆豆,潘杰,王伟,孙磊,刘柱受保护的技术使用者：奕瑞新材料科技（太仓）有限公司技术研发日：20231018技术公布日：2024/5/27