專利名稱：一種藍寶石晶體的泡生法生產設備中的加熱電極的制作方法
技術領域：
本發明屬于人工晶體生產工藝設備的技術領域，涉及KY法生產藍寶石晶體的工藝裝備，更具體地說，本發明涉及一種藍寶石晶體的泡生法生產設備中的加熱電極。
背景技術：
在現有技術中，采用泡生法(即KY法)生產藍寶石晶體的生產設備，其中的加熱體的結構是:一個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，一邊是負極，采用鎢棒作為導電發熱體，將正極和負極連接。其工作原理是:電流通過固定在正極固定座上鎢棒到底部,往回到負極固定座,開始熱場工作。如圖1至圖4所示:同心圓的電極固定座分為兩個半圓環形的結構,分別為第一電極固定座I和第二電極固定座4,且分別為正極和負極。加熱體上有多根電極5,每個電極5的兩個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，通過跨接的方式，形成電流通路；每個電極5上均有兩個折彎，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所構成的圓環面，其兩個折彎的連接部平行于該圓環面。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面，通過螺紋連接將電極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的圓周上，這樣，所有電極5在外形上構成圓柱形。通過電極固定外環2及電極固定內環3在圓柱形的側面位置將電極5固定；如圖1和圖4所示。電極固定外環2及電極固定內環3也與第一電極固定座I和第二電極固定座4 一樣，為兩個半圓，使電極的正極、負極在該處不發生導通。電極固定外環2及電極固定內環3在該圓柱形的軸線方向上設置多組。如圖1所示設置了 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的數量為24個，分為6組，每組4個，每組內的電極5上的兩個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，互相錯開。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。上述技術方案的缺點是:1、同心圓一個半圓電極是正極，另一個半圓是負極，易造成長圓柱形發熱不均勻，坩堝內三氧化二鋁液體冷心飄浮不定，引晶下種困難；2、發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，高溫造成強度不夠，以致坩堝傾斜，發生質量及安全事故；
3、由于發熱體易變形，每開一爐后需要經驗豐富的技術人員進行調整；而培養這樣一名經驗豐富的技術人員要5 8年時間，故難以在大規模生產中推廣應用。
發明內容
本發明提供一種藍寶石晶體的泡生法生產設備中的加熱電極，其目的是優化生產工藝并改善設備的工作狀況。為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為:本發明的這種藍寶石晶體的泡生法生產設備中的加熱電極，包括多個電極5、兩個電極固定座，還設有電極固定圈，所述的電極5與所述的電極固定座緊固連接；每個電極5上均設有兩個折彎，使其形成三段，即中間段及兩個互相平行的側面段，所述的電極5的兩端與所述的電極固定座的端面垂直；所述的兩個電極固定座均為圓環形，且同軸線分布；所述的電極5在與所述的圓環形同心的圓上，交錯與兩個所述的電極固定座連接，且兩個電極固定座與電極5連接的端面在所述的圓環形的軸線上錯開；每個所述的電極的兩端分別與兩個電極固定座連接；所述的電極5上互相平行的兩段的長度不相等。所述的 兩個電極固定座分別為負極固定座2和正極固定座3,每個所述的電極5的一端穿過所述的負極固定座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極固定圈I和正極固定圈4,且均為圓環形；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，構成六個電極組，各電極組內電極5的數量相等；每組內的電極5的中間段互相平行，使同組內的較長的側面段均相鄰，較短的側面段均相鄰。所述的六個電極組在電極固定座的圓周上交錯地均勻分布。本發明采用上述技術方案，電極的正、負端在圓周上交替分布，電極形成的長圓柱形發熱均勻，坩堝內三氧化二鋁液體冷心容易確定，引晶下種容易，發熱體變形少；發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；由于本發明的發熱體每開一爐后的變形少，能使泡生法(即KY法)生產藍寶石長晶形成的工藝更加優化，便于在大規模生產中推廣。另外，本發明還具有以下優點:1、如果在設計發熱捧交叉時，為了避免相互之間碰撞造成短路，而把一組發熱棒加長來避免相互之間碰撞，這樣造成最長的發熱棒與最短的發熱捧長度之差有150_左右，造成每根發熱棒發熱量及溫度有差異；本發明通過電極側面段長度設置不同，使得每組電極高低交叉，提高了單根發熱棒的長度一致性，比設計最長的發熱棒與最短的發熱捧長度之差減小了 40mm，提高了每根發熱棒發熱量的一致性，減少了溫度差異；2、發熱體正極固定電極、負板固定電極與設備的正負極連接從原來的從下往上連接改為從上往下連接，提高了連接的方便性。
下面對本說明書各幅附圖所表達的內容及圖中的標記作簡要說明:圖1為背景技術中所述的加熱體結構示意圖；圖2為圖1所示結構的俯視示意圖；圖3為圖1所示結構的仰視示意圖；圖4為圖1中電極固定座的剖視結構示意圖5為圖6所示結構的俯視示意圖；圖6為本發明的結構示意圖；圖7為圖6所示結構的仰視示意圖；圖8為圖6中電極固定圈處的剖視示意圖；圖9為圖6中的電極平面狀態的示意圖；圖10為圖6中電極固定座的剖視結構示意圖；圖11為圖6所示結構另一個方向的示意圖；圖12為圖5所示結構的尺寸示意圖；圖13為電極的兩側面段的長度尺寸差示意圖。圖1至圖4中的標記為:1、第一電極固定座，2、電極固定外環，3、電極固定內環，4、第二電極固定座，5、電極。圖5至圖10中的標記為:1、負極固定 圈，2、負極固定座,3、正極固定座,4、正極固定圈,5、電極。
具體實施例方式下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發明的具體實施方式
作進一步詳細的說明，以幫助本領域的技術人員對本發明的發明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。如圖5至圖10所示的本發明的結構，為一種藍寶石晶體的泡生法(KY法)生產設備中的加熱電極，包括多個電極5、兩個電極固定座,還設有電極固定圈,所述的電極5與所述的電極固定座緊固連接；每個電極5上均設有兩個折彎，使其形成三段，即中間段及兩個互相平行的側面段，所述的電極5的兩端與所述的電極固定座的端面垂直。在泡生法生產中，對冷心的穩定性要求很高，因為籽晶開始生長取決于穩定的冷心。在這個基礎上，為了解決現有技術存在的問題并克服其缺陷，實現優化生產工藝并改善設備的工作狀況的發明目的，本發明采取的技術方案為:如圖1至圖10所示，本發明的這種藍寶石晶體的泡生法生產設備中的加熱電極，所述的兩個電極固定座均為圓環形，且同軸線分布；所述的電極5在與所述的圓環形同心的圓上，交錯與兩個所述的電極固定座連接，且兩個電極固定座與電極5連接的端面在所述的圓環形的軸線上錯開；每個所述的電極的兩端分別與兩個電極固定座連接；如圖9所示，所述的電極5上互相平行的兩個側面段的長度不相等。本發明通過電極側面段長度設置不同，使得每組電極高低交叉，提高了單根發熱棒的長度一致性，比設計最長的發熱棒與最短的發熱捧長度之差減小了 40mm，提高了每根發熱棒發熱量的一致性，減少了溫度差異。在所述的多個電極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的圓周上，這樣，所有電極5在外形上構成圓柱形。本發明的工作原理是:當電源正極從本發熱體正極接入，經固定在正極上的鎢棒，穿過負極(負極避空)到底部往回到負極固定盤。低電壓、大電流產生熱量，開始熱場工作。電極的正、負端在圓周上交替分布，電極形成的長圓柱形發熱均勻，坩堝內三氧化二鋁液體冷心容易確定，引晶下種容易，發熱體變形少。因此，優化了泡生法生產工藝并改善設備的工作狀況。由于本發明的發熱體每開一爐后的變形少，能使KY法(即泡生法)生產藍寶石長晶形成工藝化，便于在大規模生產中推廣。如圖7、圖8和圖10所示，所述的兩個電極固定座分別為負極固定座2和正極固定座3，每個所述的電極5的一端穿過所述的負極固定座2 (即以上所述的“負極避空”)，與所述的正極固定座3緊固連接。負極固定座2上相應設置通孔，大于電極5的直徑，使其保證不會相碰。如圖5和圖6所示,所述的電極固定圈分別為負極固定圈I和正極固定圈4,且均為圓環形；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。通過負極固定圈I和正極固定圈4在圓柱形的側面位置將電極5固定。圖6所示，共設置六組固定圈，每組固定圈有一個負極固定圈I和一個正極固定圈4,分別錯開固定電極5,避免電路在固定圈上導通。如圖5和圖7所示:所述的電極5分為六·組，構成六個電極組，各電極組內電極5的數量相等；每組內的電極5的中間段互相平行，使同組內的較長的側面段均相鄰，較短的側面段均相鄰。所述的六個電極組在電極固定座的圓周上交錯地均勻分布。圖中所示的電極5共有30個，共分六組，所以每組為5個。六組電極近似構成正六邊形。現有技術中采用半圓的固定座，就無法做到。這樣，發熱體下部交匯同心圓面大，實際上形成了一個下六邊形的通道，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，所述的每個等邊三角形上的所有電極5的兩個折彎的連接部，即中間段，分布在一個平面上，因此，通過電極側面段長度設置不同，使得每組電極高低交叉，提高了單根發熱棒的長度一致性，比設計最長的發熱棒與最短的發熱捧長度之差減小了 40_，提高了每根發熱棒發熱量的一致性，減少了溫度差異。從圖10中可以看出:發熱體正極固定電極、負板固定電極與設備的正負極連接從原來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中所示結構的另一個方向的視圖。上述加熱電極的總長度為903mmo在圖12和圖13中，給出了本發明實施所采用的具體尺寸。下表給出了電極的總長尺寸，按圖12中給出的寬度尺寸，其電極的總長尺寸分別為:
權利要求
1.一種藍寶石晶體的泡生法生產設備中的加熱電極，包括多個電極(5)、兩個電極固定座，還設有電極固定圈，所述的電極(5)與所述的電極固定座緊固連接； 每個電極(5)上均設有兩個折彎，使其形成三段，即中間段及兩個互相平行的側面段，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: 所述的兩個電極固定座均為圓環形，且同軸線分布； 所述的電極(5)在與所述的圓環形同心的圓上，交錯與兩個所述的電極固定座連接，且兩個電極固定座與電極(5)連接的端面在所述的圓環形的軸線上錯開； 每個所述的電極的兩端分別與兩個電極固定座連接； 所述的電極(5)上互相平行的兩段的長度不相等。
2.按照權利要求1所述的藍寶石晶體的泡生法生產設備中的加熱電極，其特征在于:所述的兩個電極固定座分別為負極固定座(2)和正極固定座(3),每個所述的電極(5)的一端穿過所述的負極固定座(2)，與所述的正極固定座(3)緊固連接。
3.按照權利要求1所述的藍寶石晶體 的泡生法生產設備中的加熱電極，其特征在于:所述的電極固定圈分別為負極固定圈(I)和正極固定圈(4),且均為圓環形；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.按照權利要求1所述的藍寶石晶體的泡生法生產設備中的加熱電極，其特征在于:所述的電極(5)分為六組，構成六個電極組，各電極組內電極(5)的數量相等；每組內的電極(5)的中間段互相平行，使同組內的較長的側面段均相鄰，較短的側面段均相鄰。
5.按照權利要求4所述的藍寶石晶體的泡生法生產設備中的加熱電極，其特征在于:所述的六個電極組在電極固定座的圓周上交錯地均勻分布。
全文摘要
本發明公開了一種藍寶石晶體的泡生法生產設備中的加熱電極，每個電極上均設有兩個折彎，使其形成三段，即中間段及兩個互相平行的側面段，電極的兩端與電極固定座的端面垂直；兩個電極固定座均為圓環形，且同軸線分布；電極在與圓環形同心的圓上，交錯與兩個電極固定座連接，且兩個電極固定座與電極連接的端面在圓環形的軸線上錯開；每個電極的兩端分別與兩個電極固定座連接；電極上互相平行的兩段的長度不相等。本發明通過電極側面段長度設置不同，使得每組電極高低交叉，提高了單根發熱棒的長度一致性，比設計最長的發熱棒與最短的發熱捧長度之差減小，提高了每根發熱棒發熱量的一致性，減少了溫度差異。
文檔編號H05B3/03GK103160919SQ20131007565
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月9日 優先權日2013年3月9日
發明者何康德, 孫平川, 吳嘉 申請人:青海鑄瑪藍寶石晶體有限公司