一种定向凝固晶体生长装置的制作方法

本技术涉及晶体材料制备，尤其涉及一种定向凝固晶体生长装置。

背景技术：

1、在晶体中,任意两个原子之间的连线称为原子列,其所指方向称为晶向。通常,采用晶向指数来确定晶向在晶体中的位向。布拉维点阵的格点可以看成分列在一系列相互平行的直线系上，这些直线系称为晶列。同一个格点可以形成方向不同的晶列，每一个晶列定义了一个方向，称为晶向。标志晶向的这组数称为晶向指数，由于晶体具有对称性，有对称性联系着的那些晶向可以方向不同，但它们的周期却相同，因而是等效的，这些等效晶向的全体可用尖括号<αβγ>来表示。对于立方系，晶向[100]、[010]、[001]及其相反晶向就可以用<100>、<010>、<001>表示。

2、现有公开号为cn214694462u的中国实用新型专利公开《一种ycob晶体生长用生长装置》，“坩埚外套设有使坩埚感应加热的感应线圈。”但是，结合说明书附图1可知，感应线圈套设在保温容器外，在对坩埚进行加热时，存在坩埚内部原料熔体融化不均匀的问题，从而无法保证坩埚内若干晶体生长模具内晶体的同步生长和晶体质量，晶体生长表面会存在不均匀的凹凸界面。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于：为了解决上述背景技术中所提到的技术问题，而提出的一种定向凝固晶体生长装置。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

3、一种定向凝固晶体生长装置，包括：

4、坩埚，用于盛放晶体生长用的原料熔体；

5、晶体生长模具，用于引导原料熔体流向；

6、籽晶杆，用于引导晶体生长；

7、所述坩埚上设有坩埚盖，所述坩埚外套设有第一感应线圈，所述坩埚底部向上凹陷有若干呈线性阵列分布的凹槽，通过凹槽将坩埚分割成若干个用于容纳晶体生长模具和原料熔体的模腔，相邻两组凹槽之间的坩埚外侧套设有第二感应线圈，通过两组感应线圈对坩埚感应加热；

8、所述晶体生长模具置于坩埚内，所述籽晶杆设置在晶体生长模具上方且沿纵向活动，籽晶杆底部固定连接有用于牵引晶体生长的籽晶。

9、作为上述技术方案的进一步描述：

10、所述第一感应线圈的第一边缘端靠近坩埚一侧凹槽，第一感应线圈的第二边缘端靠近坩埚另一侧凹槽，所述第二感应线圈的两组边缘端分别延伸进相邻两组凹槽端部。

11、作为上述技术方案的进一步描述：

12、所述晶体生长模具的材质为铱金，由多片铱金组合焊接而成，并用铱金条隔离，中间缝隙对应晶体生长的模具缝，顶端呈v形开口。

13、作为上述技术方案的进一步描述：

14、所述模具缝的缝宽为0.3-0.5mm，v形开口的角度为100-150°。

15、作为上述技术方案的进一步描述：

16、所述坩埚和籽晶杆均为铱金材质。

17、作为上述技术方案的进一步描述：

18、所述还包括采用氧化锆陶瓷作为保温材料的保温容器，所述保温容器包括相互拼接的保温上盖板、上保温罩、第一侧保温筒、第二侧保温筒和保温砖，所述坩埚置于保温砖上方，第二侧保温筒套设在坩埚和保温砖外侧，第一侧保温筒套设在坩埚外侧，上保温罩设置在两组保温筒上方，保温上盖板设置于上保温罩上方。

19、作为上述技术方案的进一步描述：

20、所述第一侧保温筒与坩埚之间堆设有氧化锆球。

21、作为上述技术方案的进一步描述：

22、所述籽晶杆穿过保温上盖板，保温上盖板上固定安装有气缸，气缸的输出端与籽晶杆固定连接。

23、综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

24、1、本实用新型中，在坩埚形状和感应线圈的布设方式上做出调整，每组模腔对应一组晶体生长模具和原料熔体，对每个模腔内的原料熔体进行独立加热，使得各模腔内的原料熔体被均匀加热，有助于各模腔内晶体生长模具和籽晶引导的晶体生长的同步性和质量保证，提高结晶速度。

25、2、本实用新型中，坩埚外套设有第一感应线圈，坩埚底部向上凹陷有若干呈线性阵列分布的凹槽，通过凹槽将坩埚分割成若干个用于容纳晶体生长模具和原料熔体的模腔，相邻两组凹槽之间的坩埚外侧套设有第二感应线圈，通过两组感应线圈对坩埚感应加热，实现各模腔的同步和独立加热，提高晶体生长质量。

技术特征：

1.一种定向凝固晶体生长装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种定向凝固晶体生长装置，其特征在于，所述第一感应线圈(21)的第一边缘端靠近坩埚(1)一侧凹槽(101)，第一感应线圈(21)的第二边缘端靠近坩埚(1)另一侧凹槽(101)，所述第二感应线圈(22)的两组边缘端分别延伸进相邻两组凹槽(101)端部。

3.根据权利要求1所述的一种定向凝固晶体生长装置，其特征在于，所述晶体生长模具(3)的材质为铱金，由多片铱金组合焊接而成，并用铱金条隔离，中间缝隙对应晶体生长的模具缝，顶端呈v形开口。

4.根据权利要求3所述的一种定向凝固晶体生长装置，其特征在于，所述模具缝的缝宽为0.3-0.5mm，v形开口的角度为100-150°。

5.根据权利要求1所述的一种定向凝固晶体生长装置，其特征在于，所述坩埚(1)和籽晶杆(7)均为铱金材质。

6.根据权利要求1所述的一种定向凝固晶体生长装置，其特征在于，还包括采用氧化锆陶瓷作为保温材料的保温容器，所述保温容器包括相互拼接的保温上盖板(9)、上保温罩(8)、第一侧保温筒(4)、第二侧保温筒(5)和保温砖(12)，所述坩埚(1)置于保温砖(12)上方，第二侧保温筒(5)套设在坩埚(1)和保温砖(12)外侧，第一侧保温筒(4)套设在坩埚(1)外侧，上保温罩(8)设置在两组保温筒上方，保温上盖板(9)设置于上保温罩(8)上方。

7.根据权利要求6所述的一种定向凝固晶体生长装置，其特征在于，所述第一侧保温筒(4)与坩埚(1)之间堆设有氧化锆球(11)。

8.根据权利要求6所述的一种定向凝固晶体生长装置，其特征在于，所述籽晶杆(7)穿过保温上盖板(9)，保温上盖板(9)上固定安装有气缸(10)，气缸(10)的输出端与籽晶杆(7)固定连接。

技术总结本技术公开了一种定向凝固晶体生长装置，包括：坩埚，用于盛放晶体生长用的原料熔体；所述坩埚外套设有第一感应线圈，所述坩埚底部向上凹陷有若干呈线性阵列分布的凹槽，通过凹槽将坩埚分割成若干个用于容纳晶体生长模具和原料熔体的模腔，相邻两组凹槽之间的坩埚外侧套设有第二感应线圈，通过两组感应线圈对坩埚感应加热。本技术中，在坩埚形状和感应线圈的布设方式上做出调整，每组模腔对应一组晶体生长模具和原料熔体，对每个模腔内的原料熔体进行独立加热，使得各模腔内的原料熔体被均匀加热，有助于各模腔内晶体生长模具和籽晶引导的晶体生长的同步性和质量保证，提高结晶速度。技术研发人员：孙志刚,毛克勤受保护的技术使用者：宁波志方新材料有限公司技术研发日：20231207技术公布日：2024/9/19