一種熱場裝置的製作方法
2024-02-18 03:37:15
專利名稱：一種熱場裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及晶體生長技術領域，尤其涉及一種熱場裝置。
背景技術：
在使用泡生法生長藍寶石晶體時，由於藍寶石晶體熔點高達2045°C，所以所使用的熱場裝置的各部件(坩堝、坩堝託盤、支撐柱、支撐柱底座及隔熱屏)需採用耐高溫的鎢、鑰等材質製成。泡生法生長藍寶石晶體的生長周期長，在長期的持續高溫狀態下，熱場裝置的各部件之間由於原子間擴散現象極易發生粘連。當晶體生長結束後提取晶錠或拆裝熱場裝置時，需人工將粘連在一起的部件取下，為取錠造成不必要的 麻煩，嚴重時還會毀損相應的設備。為避免粘連，目前普遍採用的技術是在各部件的易粘連處鋪撒鋯砂，鋯砂是具有高耐火度的矽酸砂，使用這種方法可以在一定程度上避免粘連。但是由於鋯砂本身顆粒不均勻，並且人工鋪撒不能達到絕對均勻的狀態，使理想狀態大打折扣，另外，鋯砂需要在每次使用熱場裝置時重複鋪撒，增加了工作的繁瑣程度。
實用新型內容有鑑於此，本實用新型提供一種熱場裝置，能夠有效防止熱場裝置中的各部件在高溫狀態下的粘連現象。為解決上述問題，本實用新型提供一種熱場裝置，包括坩堝、設置於所述坩堝下方的坩堝託盤、設置於所述坩堝託盤下方的支撐柱以及設置於所述支撐柱下方的支撐柱底座，其中，所述坩堝與所述坩堝託盤之間、所述坩堝託盤與所述支撐柱之間和/或所述支撐柱與所述支撐柱底座之間設置有用於防粘連的塗層。可選的，所述塗層設置於所述坩堝的與所述坩堝託盤接觸的下表面上和/或所述坩堝託盤的與所述坩堝接觸的上表面上。可選的，所述塗層設置於所述坩堝託盤的與所述支撐柱接觸的下表面上和/或所述支撐柱的與所述坩堝託盤接觸的上表面上。可選的，所述塗層設置於所述支撐柱的與所述支撐柱底座接觸的下表面上和/或所述支撐柱底座的與所述支撐柱接觸的上表面上。可選的，所述支撐柱的側表面上設置有所述塗層。可選的，所述塗層的原料包括氧化鋯和/或氧化釔。可選的，所述塗層是通過等離子噴塗方式形成的。本實用新型具有以下有益效果在熱場裝置的坩堝與坩堝託盤之間、坩堝託盤與支撐柱之間和/或支撐柱與所述支撐柱底座之間設置用於防粘連的塗層，避免了藍寶石晶體生長加熱過程中坩堝與坩堝託盤之間、坩堝託盤與支撐柱之間和/或支撐柱與支撐柱底座之間發生粘連，同時，還可以在支撐柱側面上噴塗用於防粘連的塗層，防止支撐柱側面與設置於外側的隔熱屏發生粘連，實現簡單，成本較低，簡化了晶錠提取的過程。
圖I為本實用新型實施例的熱場裝置的一結構示意圖，圖2為本實用新型實施例的熱場裝置的另一結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例，對本實用新型的具體實施方式
作進一步詳細描述。如圖I所示為本實用新型實施例的熱場裝置的一結構示意圖，該熱場裝置為泡生法生長藍寶石晶體用熱場裝置，包括坩堝101、設置於所述坩堝101下方的坩堝託盤102、設置於所述坩堝託盤102下方的支撐柱103以及設置於所述支撐柱103下方的支撐柱底座104，其中，所述坩堝101與所述坩堝託盤102之間、所述坩堝託盤102與所述支撐柱103之 間和/或所述支撐柱103與所述支撐柱底座104之間設置有用於防粘連的塗層(圖未示出)。所述坩堝101、坩堝託盤102、支撐柱103以及支撐柱底座104通常採用鎢或鑰耐高溫的材質製成。所述塗層為高硬度、高彈性模量、低氣孔率和均勻性一致的塗層，所使用的原料具有熔點高、硬度大、化學性質穩定，且不與鎢或鑰起作用的材質，例如，氧化鋯和/或氧化釔，從而能夠防止所述坩堝101與所述坩堝託盤102之間、所述坩堝託盤102與所述支撐柱103之間和/或所述支撐柱103與所述支撐柱底座104之間的粘連現象。當然，本實用新型中的塗層採用的原料並不局限於氧化鋯和/或氧化釔，與氧化鋯和氧化釔具有類似性質的原料均可。為了防止坩堝101與坩堝託盤102在高溫狀態下發生粘連，在本實用新型的一些實施例中，所述塗層可以設置於所述坩堝101的與所述坩堝託盤102接觸的下表面上，或者，設置於所述坩堝託盤102的與所述坩堝101接觸的上表面上，又或者，同時設置於所述坩堝101的與所述坩堝託盤102接觸的下表面上以及所述坩堝託盤102的與所述坩堝101接觸的上表面上。為了防止坩堝託盤102與支撐柱103在高溫狀態下發生粘連，在本實用新型的一些實施例中，所述塗層可以設置於所述坩堝託盤102的與所述支撐柱103接觸的下表面上，或者，設置於所述支撐柱103的與所述坩堝託盤102接觸的上表面上，又或者，同時設置於所述坩堝託盤102的與所述支撐柱103接觸的下表面上以及所述支撐柱103的與所述坩堝託盤102接觸的上表面上。為了防止支撐柱103與支撐柱底座104在高溫狀態下發生粘連，在本實用新型的一些實施例中，所述塗層可以設置於所述支撐柱103的與所述支撐柱底座104接觸的下表面上，或者，設置於所述支撐柱底座104的與所述支撐柱103接觸的上表面上，又或者，同時設置於所述支撐柱103的與所述支撐柱底座104接觸的下表面上以及所述支撐柱底座104的與所述支撐柱103接觸的上表面上。此外，為了防止所述支撐柱103與設置於所述支撐柱103外側的隔熱屏(圖未示出)在高溫狀態下發生粘連，在本實用新型的一些實施例中，所述支撐柱103的側表面上也可以設置所述塗層。上述實施例中的塗層可以通過等離子噴塗方式形成，下面對等離子噴塗工藝流程進行詳細說明。(I)首先，將待噴塗的坩堝、坩堝託盤、支撐柱和/或支撐柱底座的表面清潔及噴砂處理，以增加待噴塗部件表面的粗糙度，提高塗層與待噴塗部件之間的結合度；(2)然後，採用等離子噴塗工藝將待噴塗粉體沉積於待噴塗部件的表面上。其中，待噴塗粉體的加工方法為①以氧化鋯和氧化釔粉料為原料，按選定的摩爾百分比混合均勻，然後添加聚乙烯醇結合劑(或者其他結合劑)，使粉料團聚，造粒成型；②對顆粒料進行預燒，預燒溫度為1200°C ；③在真空燒結爐中燒結，自然冷卻，降溫至室溫，最後形成待噴塗粉體。其中，等離子噴塗的工作氣體是氣態物質的電離態，所述氣態物質可以是氬氣、氮氣和/或氫氣等。工作氣體的參數如下主氣流量(L/min):採用惰性氣體，氬氣為40L/min_50L/min，氮氣為35L/min ；主氣壓力(MPa):氬氣為O. 75MPa，氮氣為O. 4MPa ；次氣流量(L/min):即一般為氫氣流量，其對調節電流、焰弧強度等起了重要作用；次氣壓力(MPa):氫氣為O. 3MPa。其中，噴塗距離通常為100_150mm。如圖2所示為本實用新型實施例的熱場裝置的另一結構示意圖，所述熱場裝置包括坩堝(圖未示出)、設置於所述坩堝下方的坩堝託盤102、設置於所述坩堝託盤102下方的支撐柱103以及設置於所述支撐柱103下方的支撐柱底座104，其中，坩堝託盤102的上表面、支撐柱103的側面、支撐柱底座104的上表面上均設置有採用等離子噴塗方式形成的塗層105，所述塗層105的原料為氧化釔穩定氧化鋯粉末。本實用新型具有以下優點在熱場裝置的坩堝與坩堝託盤之間、坩堝託盤與支撐柱之間和/或支撐柱與所述支撐柱底座之間設置用於防粘連的塗層，避免了藍寶石晶體生長加熱過程中坩堝與坩堝託盤之間、坩堝託盤與支撐柱之間和/或支撐柱與支撐柱底座之間發生粘連，同時，還可以在支撐柱側面上噴塗用於防粘連的塗層，防止支撐柱側面與設置於外側的隔熱屏發生粘連，實現簡單，成本較低，簡化了晶錠提取的過程。以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種熱場裝置，其特徵在於，包括 坩堝、設置於所述坩堝下方的坩堝託盤、設置於所述坩堝託盤下方的支撐柱以及設置於所述支撐柱下方的支撐柱底座，其中，所述坩堝與所述坩堝託盤之間、所述坩堝託盤與所述支撐柱之間和/或所述支撐柱與所述支撐柱底座之間設置有用於防粘連的塗層。
2.如權利要求I所述的熱場裝置，其特徵在於，所述塗層設置於所述坩堝的與所述坩堝託盤接觸的下表面上和/或所述坩堝託盤的與所述坩堝接觸的上表面上。
3.如權利要求I所述的熱場裝置，其特徵在於，所述塗層設置於所述坩堝託盤的與所述支撐柱接觸的下表面上和/或所述支撐柱的與所述坩堝託盤接觸的上表面上。
4.如權利要求I所述的熱場裝置，其特徵在於，所述塗層設置於所述支撐柱的與所述支撐柱底座接觸的下表面上和/或所述支撐柱底座的與所述支撐柱接觸的上表面上。
5.如權利要求I所述的熱場裝置，其特徵在於，所述支撐柱的側表面上設置有所述塗層。
6.如權利要求I所述的熱場裝置，其特徵在於，所述塗層的原料為氧化鋯或氧化釔。
7.如權利要求I至6任一項所述的熱場裝置，其特徵在於，所述塗層是通過等離子噴塗方式形成的。
專利摘要本實用新型提供一種熱場裝置，所述熱場裝置包括坩堝、設置於所述坩堝下方的坩堝託盤、設置於所述坩堝託盤下方的支撐柱以及設置於所述支撐柱下方的支撐柱底座，其中，所述坩堝與所述坩堝託盤之間、所述坩堝託盤與所述支撐柱之間和/或所述支撐柱與所述支撐柱底座之間設置有用於防粘連的塗層。本實用新型能夠有效防止熱場裝置中的各部件在高溫狀態下的粘連現象。
文檔編號C30B29/20GK202530197SQ20122002134
公開日2012年11月14日 申請日期2012年1月17日 優先權日2012年1月17日
發明者錢兵 申請人:徐州協鑫光電科技有限公司