阅读说明：本技术 晶体生长悬浮提拉炉 (Crystal growth suspension pulling furnace ) 是由 邾根祥 朱沫浥 王伟 安唐林 于 2019-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明提供一种单晶生长悬浮提拉炉,包括水冷铜坩埚、不锈钢腔室、感应射频电源、整体电路控制装置、水冷机、抽真空组件、提拉机构和坩埚升降机构；水冷铜坩埚设在不锈钢腔室内部并与其滑动连接,不锈钢腔室底部设有坩埚升降机构,坩埚升降机构锈钢腔室密封连接,坩埚升降机构上端与水冷铜坩埚连接,不锈钢腔室外侧与抽真空组件连接,抽真空组件安装在支架上,本发明相对于以往的晶体生长炉结构小,各方面功能可以精确控制,适合用研究所和各大院校针对金属晶体的研究,各个控制部分采用模块化,可自由进行选择,为金属单晶生长的研究提供了更大的可能性。(The invention provides a single crystal growth suspension pulling furnace, which comprises a water-cooled copper crucible, a stainless steel cavity, an induction radio frequency power supply, an integral circuit control device, a water cooler, a vacuumizing assembly, a pulling mechanism and a crucible lifting mechanism, wherein the water-cooled copper crucible is arranged in the stainless steel cavity; the water-cooled copper crucible is arranged in the stainless steel cavity and is in sliding connection with the stainless steel cavity, the crucible lifting mechanism is arranged at the bottom of the stainless steel cavity, the stainless steel cavity of the crucible lifting mechanism is in sealing connection with the water-cooled copper crucible, the upper end of the crucible lifting mechanism is connected with the water-cooled copper crucible, the outer side of the stainless steel cavity is connected with the vacuumizing assembly, and the vacuumizing assembly is installed on the support.)

晶体生长悬浮提拉炉

技术领域

本发明涉及晶体生长设备技术领域，具体为一种晶体生长悬浮提拉炉。

背景技术

目前，晶体生长炉已经广泛应用在研究院校和实验当中。现在技术的晶体生长炉，大多数都是用于实验室中提拉生长各种氧化物单晶和金属单晶，而对于针对单方面的金属单晶生长的炉子国内还没有涉及。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种晶体生长悬浮提拉炉，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种单晶生长悬浮提拉炉，包括水冷铜坩埚、不锈钢腔室、感应射频电源、整体电路控制装置、水冷机、抽真空组件、提拉机构和坩埚升降机构；所述水冷铜坩埚设在不锈钢腔室内部并与其滑动连接，不锈钢腔室底部设有坩埚升降机构，坩埚升降机构锈钢腔室密封连接，坩埚升降机构上端与水冷铜坩埚连接，所述不锈钢腔室外侧与抽真空组件连接，抽真空组件安装在支架上，所述抽真空组件、水冷机、不锈钢腔室、感应射频电源、提拉机构及坩埚升降机构通过整体电路控制装置进行控制。

优选的，水冷铜坩埚采用16个水冷铜瓣组成，最大熔样品量为60g。

优选的，不锈钢水冷真空腔室采用304不锈钢双层水冷腔体，确保设备工作时表明温度≤40℃，腔体上有观察窗口、四芯陶峰电机、真空压力表及抽真空孔，抽真空孔与抽真空组件连通。

优选的，抽真空部分，采用分子泵系统，真空泵和电动插板阀对腔体进行抽真空。

优选的，所述提拉机构带水冷，水冷内制冷也通过水冷机输送，提拉机构具有手动和自动两种模式。

优选的，坩埚升降机构，采用动密封系统，通过手摇微调坩埚上下的位置，调整坩埚与感应线圈的距离，确保熔炼时合适的磁场和观察角度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.首次提出针对金属单晶生长的悬浮提拉组建了一套晶体生长的炉子，填补了国内研究工作的空白。

2.水冷铜坩埚部分，采用16瓣的水冷铜瓣组成，在样品熔炼的过程保证水冷，保证金属晶体生长的温度，同时保证坩埚的使用的持久性和安全性。相比国内外现有的陶瓷坩埚、石墨坩埚或者铱金坩埚增加了水冷结构，这是以往坩埚没有的结构。

3.坩埚上下移动机构，采用手摇升降丝杆，可以移动坩埚的位置，保证合适熔炼的高度和观察角度。

4.本发明相对于以往的晶体生长炉结构小，体重轻，各方面功能可以精确控制，适合用研究所和各大院校针对金属晶体的研究，各个控制部分采用模块化，可自由进行选择，为金属单晶生长的研究提供了更大的可能性。

附图说明

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明的不锈钢腔室内部结构图；

图3为本发明的抽真空组件结构图。

具体实施方式

为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1所示，

一种单晶生长悬浮提拉炉，包括水冷铜坩埚、不锈钢腔室、感应射频电源、整体电路控制装置、水冷机、抽真空组件、提拉机构和坩埚升降机构；所述水冷铜坩埚设在不锈钢腔室内部并与其滑动连接，不锈钢腔室底部设有坩埚升降机构，坩埚升降机构锈钢腔室密封连接，坩埚升降机构上端与水冷铜坩埚连接，所述不锈钢腔室外侧与抽真空组件连接，抽真空组件安装在支架上，所述抽真空组件、水冷机、不锈钢腔室、感应射频电源、提拉机构及坩埚升降机构通过整体电路控制装置进行控制。

水冷铜坩埚采用16个水冷铜瓣组成，最大熔样品量为60g，能够实现良好的耦合和良好的磁悬浮，能在稳定悬浮状态下生长金属单晶。

不锈钢水冷真空腔室采用304不锈钢双层水冷腔体，确保设备工作时表明温度≤40℃，腔体上有观察窗口，允许客户观察样品熔炼的过程。腔体上安装有四芯陶峰电机，便于测试腔体内温度，另外还有真空压力表，抽真空孔等。

感应射频电源通过最大输入功率、震荡电源、加热电流、输入电压、水冷却等要求实验得到用这种悬浮熔炼熔Ni,肉眼观察有抖动，但不影响提拉单晶。

整体电路控制部分要求射频电源、真空泵、分子泵、提拉机构所以的控制全部集中在控制柜上，便于操作。

水冷机给整个设备供水，提供水冷，由分水器对每个水路进行控制。

抽真空部分，采用分子泵系统，真空泵和电动插板阀对腔体进行抽真空。达到实验的要求。

提拉机构，提拉杆带水冷，快速升降可手动操作快速升降提拉杆。采用手动和自动可以自由切换的功能，金属单晶生长完毕，晶体需要快速提拉脱落熔体。

坩埚升降机构，采用动密封系统，通过手摇能够微调坩埚上下的位置，调整坩埚与感应线圈的距离，确保熔炼时合适的磁场和观察角度。

工作时，通过抽真空泵部分，先把不锈钢水冷真空腔室真空度抽到要求的数值，关闭真空泵，打开水冷机和感应射频电源，水冷机持续设备供水，提供水冷，由分水器对每个水路进行控制，感应射频电源调整整体控制电路部分控制感应电源的仪表，控制电流大小，根据实际情况调整电流的大小，等金属材料全部融化，使提拉机构的提拉杆降至液面上，然后就提拉杆慢慢向上移动同时拉金属单晶。金属单晶生长完毕，晶体通过提拉机构快速提拉脱落熔体。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。