一種藍寶石晶體生長用溫度測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種藍寶石晶體生長用溫度測量裝置，其創新點在于：包括固定平臺、活動平臺、驅動機構、鎢錸熱電偶、溫度顯示儀器和密封組件；固定平臺通過導軌固定在晶體生長爐測溫孔的正上方；活動平臺由驅動機構驅動沿導軌上、下移動；鎢錸熱電偶上端固定在活動平臺上，下端穿過晶體生長爐測溫孔伸入爐體內腔；在活動平臺以及晶體生長爐測溫孔之間設置密封組件的波紋管。本實用新型的優點在于：鎢錸熱電偶能夠在晶體生長過程前爐體內各溫度點進行測量，獲得合適溫度梯度；同時該裝置帶有密封組件，可以在長晶過程中使用，實時獲得各液面位置的溫度值，并能減少晶體生長爐的熱量損耗，更加節能環保。
【專利說明】一種藍寶石晶體生長用溫度測量裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種晶體生長設備【技術領域】，特別涉及一種藍寶石晶體生長用溫度測量裝置。
【背景技術】
[0002]藍寶石是一種氧化鋁U-Al2O3)的單晶，俗稱剛玉，是由三個氧原子和兩個鋁原子以共價鍵形式結合，屬于六方晶系。其熔點為2050°C，沸點為2980°C，最高工作溫度可達1900°C，是一種較早開發應用的人工晶體材料。藍寶石晶體材料的化學性質非常穩定，一般不溶于水，不受酸、堿腐蝕；藍寶石晶體硬度與耐磨性能高，為莫氏硬度9級，僅次于最硬的金剛石，可作為精密機械的軸承材料；它具有很好的力學和光學性能，是一種理想的光學窗口材料。另外，藍寶石晶體材料是使用最廣泛的氧化物襯底材料之一，在微電子-光電子技術、通信、醫學等領域有著廣闊的應用前景。
[0003]藍寶石晶體材料的生長目前已有很多種方法，主要有:泡生法(Kyropolous法，簡稱 Ky 法)、導模法(即 Edge Defined Film-fed Growth techniques 法,簡稱 EFG 法)、熱交換法(即Heat Exchange Method法,簡稱HEM法),提拉法(Czochralski法,簡稱Cz法),布里奇曼法(Bridgman法，相禍下降法)等。
[0004]現今晶體生長爐通過特定熱場設計來達到晶體生長需要的溫度梯度，但還沒有一種較為切實有效的直接溫度測量方法，本實用新型正是為了克服這一困難而提出的。
實用新型內容
[0005]本實用新型要解決的技術問題是提供一種能夠對晶體生長爐內多點測溫且保溫性能好的藍寶石晶體生長用溫度測量裝置。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案為:一種藍寶石晶體生長用溫度測量裝置，其創新點在于:包括固定平臺、活動平臺、驅動機構、鎢錸熱電偶、溫度顯示儀器和密封組件；固定平臺，固定平臺通過導軌或導柱固定在晶體生長爐測溫孔的正上方；活動平臺，所述活動平臺設置在固定平臺的下方，并與導軌或導柱滑動配合；驅動機構，包括驅動電機、絲桿，驅動電機安裝在固定平臺上，絲桿的上端與驅動電機輸出軸連接，絲桿沿導軌或導柱延伸方向穿過固定平臺后與活動平臺螺紋連接；鎢錸熱電偶，鎢錸熱電偶的上端固定在活動平臺上，下端穿過晶體生長爐測溫孔伸入爐體內腔；鎢錸熱電偶的上端通過熱電偶補償導線與溫度顯示儀器連接；密封組件，包括波紋管、上法蘭、下法蘭，在活動平臺以及晶體生長爐測溫孔處的爐體上分別安裝上、下法蘭，并在上、下法蘭之間連接套裝在鎢錸熱電偶外側的波紋管。
[0007]進一步的，所述驅動電機和固定平臺通過螺栓和螺母固定；所述上法蘭與鎢錸熱電偶之間設置密封結構；所述鎢錸熱熱電偶采用鎢套筒或鑰套筒作為保護套。
[0008]進一步的，所述上法蘭與鎢錸熱電偶之間的密封結構為:上法蘭由上密封夾塊、下密封夾塊、密封圈組成，上密封夾塊為一環形盤體A，在環狀盤體A的下端面與內圈側面交界處設置環形臺階；下密封夾塊為一管體結構，管體的上端為一與環狀盤體A配套形成環形密封槽的環狀盤體B，管體下端為環形法蘭結構，密封圈鑲嵌于環形盤體A和環形盤體B配合構成的環形密封槽內，且密封圈的內圈緊貼鎢錸熱電偶外表面；所述的上、下密封夾塊通過卡箍或螺栓連接固定夾緊密封圈。
[0009]進一步的，所述的導軌或導柱上標記有刻度線；所述活動平臺的移動范圍在O?500mm之間。
[0010]本實用新型的優點在于:利用驅動機構驅動活動平臺沿導軌方向移動，使得鎢錸熱電偶能夠在晶體生長過程前爐體內各溫度點進行測量，獲得合適溫度梯度；同時該裝置帶有密封組件以及運動控制，可以在長晶過程中使用，實時獲得各液面位置的溫度值，便于引晶，并能減少晶體生長爐的熱量損耗，更加節能環保；此外，本裝置結構簡單、制作成本低，操作方便，熱電偶的測溫范圍也較大，適合于材料高溫生長使用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型實施例中藍寶石晶體生長用溫度測量裝置結構示意圖。
[0012]圖2為本實用新型實施例中上法蘭與鎢錸熱電偶之間密封結構結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]如圖1所示,包括固定平臺8、活動平臺4、驅動機構、鶴錸熱電偶12、溫度顯示儀器6和密封組件；
[0014]固定平臺8，固定平臺8通過導軌2或導柱固定在晶體生長爐測溫孔的正上方；本實施例中，為維護拆卸方便，采用四根便于拆卸的直線導軌結構。
[0015]活動平臺4，活動平臺4設置在固定平臺8的下方，并通過滑塊與導軌2滑動配合。活動平臺4上開有能夠與絲桿3螺紋配合的螺紋孔。
[0016]驅動機構，其包括驅動電機1、絲桿3，驅動電機I安裝在固定平臺8上，通過螺栓和螺母固定；絲桿3的上端與驅動電機I輸出軸連接，絲桿3沿導軌2的延伸方向穿過固定平臺8后與活動平臺4螺紋連接。絲桿3與活動平臺4螺紋連接后形成絲桿副，通過驅動電機I帶動絲桿3轉動，進而驅動活動平臺4在導軌2的導向下上、下移動。
[0017]鎢錸熱電偶12，用于檢測晶體生長爐內的溫度，其上端固定在活動平臺4上，下端穿過晶體生長爐上的測溫孔伸入爐體內腔。鎢錸熱電偶12的上端通過熱電偶補償導線7與溫度顯示儀器6連接，進而顯示晶體生長爐內的溫度。本實施例中，鎢錸熱熱電偶可采用鎢套筒或鑰套筒作為保護套。
[0018]密封組件，用于密封晶體生長爐上的測溫孔，并確保鎢錸熱電偶12能夠正常移動。
[0019]其包括波紋管9、上法蘭5、下法蘭10，在活動平臺4以及晶體生長爐測溫孔處的爐體11上分別安裝上法蘭5、下法蘭10，并在上法蘭5、下法蘭10之間連接套裝在鎢錸熱電偶12外側的波紋管9。
[0020]為進一步提升密封效果，在上法蘭5與鎢錸熱電偶12之間設置密封結構。
[0021]上法蘭5與鎢錸熱電偶12之間的密封結構具體如圖2所示:上法蘭5由上密封夾塊51、下密封夾塊53、密封圈54組成。[0022]其中，上密封夾塊51為一環形盤體A，在環狀盤體A的下端面與內圈側面交界處設置環形臺階。
[0023]下密封夾塊53為一管體結構，管體的上端為一與環狀盤體A配套形成環形密封槽的環狀盤體B，管體下端為環形法蘭結構，密封圈54鑲嵌于環形盤體A和環形盤體B配合構成的環形密封槽內，且密封圈54在擠壓形變后的內圈緊貼鎢錸熱電偶12外表面實現密封。
[0024]而上密封夾塊51、下密封夾塊53通過卡箍或螺栓連接固定夾緊密封圈54。
[0025]為方便操作人員控制鎢錸熱電偶12的移動距離，在導軌或導柱上標記有刻度線，本實施例中，活動平臺的移動范圍在(T500mm之間。
[0026]本領域技術人員應當了解，這里本實用新型的描述和應用僅僅是示例性的，并非限制性的。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領域的普通技術人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本實用新型的精神或本質特征的情況下，本實用新型可以以其它形式、結構、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實現。在不脫離本實用新型范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實施例進行其它變形和改變。
【權利要求】
1.一種藍寶石晶體生長用溫度測量裝置，其特征在于:包括固定平臺、活動平臺、驅動機構、鎢錸熱電偶、溫度顯示儀器和密封組件； 固定平臺，固定平臺通過導軌或導柱固定在晶體生長爐測溫孔的正上方； 活動平臺，所述活動平臺設置在固定平臺的下方，并與導軌或導柱滑動配合； 驅動機構，包括驅動電機、絲桿，驅動電機安裝在固定平臺上，絲桿的上端與驅動電機輸出軸連接，絲桿沿導軌或導柱延伸方向穿過固定平臺后與活動平臺螺紋連接； 鎢錸熱電偶，鎢錸熱電偶的上端固定在活動平臺上，下端穿過晶體生長爐測溫孔伸入爐體內腔；鎢錸熱電偶的上端通過熱電偶補償導線與溫度顯示儀器連接； 密封組件，包括波紋管、上法蘭、下法蘭，在活動平臺以及晶體生長爐測溫孔處的爐體上分別安裝上、下法蘭，并在上、下法蘭之間連接套裝在鎢錸熱電偶外側的波紋管。
2.根據權利要求1所述的藍寶石晶體生長用溫度測量裝置，其特征在于:所述驅動電機和固定平臺通過螺栓和螺母固定；所述上法蘭與鎢錸熱電偶之間設置密封結構；所述鎢錸熱熱電偶采用鎢套筒或鑰套筒作為保護套。
3.根據權利要求2所述的藍寶石晶體生長用溫度測量裝置，其特征在于:所述上法蘭與鎢錸熱電偶之間的密封結構為:上法蘭由上密封夾塊、下密封夾塊、密封圈組成，上密封夾塊為一環形盤體A，在環狀盤體A的下端面與內圈側面交界處設置環形臺階；下密封夾塊為一管體結構，管體的上端為一與環狀盤體A配套形成環形密封槽的環狀盤體B，管體下端為環形法蘭結構，密封圈鑲嵌于環形盤體A和環形盤體B配合構成的環形密封槽內，且密封圈的內圈緊貼鎢錸熱電偶外表面；所述的上、下密封夾塊通過卡箍或螺栓連接固定夾緊密封圈。
4.根據權利要求1所述的藍寶石晶體生長用溫度測量裝置，其特征在于:所述的導軌或導柱上標記有刻度線；所述活動平臺的移動范圍在(T500mm之間。
【文檔編號】C30B29/20GK203429281SQ201320518194
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月23日 優先權日:2013年8月23日
【發明者】顏士斌, 李東振, 宗志遠, 徐少峰, 牟曉宇 申請人:江蘇中電振華晶體技術有限公司