專利名稱：旋轉(zhuǎn)高壓釜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
旋轉(zhuǎn)高壓釜
(一) 技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型涉及一種高壓釜，特別涉及一種用于水熱法晶體生長(zhǎng)的旋 轉(zhuǎn)高壓釜。
(二) 背景技術(shù)
目前水熱法生長(zhǎng)晶體普遍采用的是溫差水熱法，所使用的主要設(shè)備為 高壓釜。高壓釜為一密封的，可耐高溫高壓的容器，根據(jù)工藝需要其內(nèi)部 反應(yīng)腔由一擋板分隔為溶解區(qū)和結(jié)晶區(qū)。檔板由中心向外按一定方式，開 有許多小孔，該檔板對(duì)溶液的對(duì)流有調(diào)控作用。高壓釜反應(yīng)腔被帶孔的對(duì) 流控制檔板隔開成為結(jié)晶區(qū)與溶解區(qū)，結(jié)晶區(qū)和溶解區(qū)存在溫差，溫差使 得釜體上下部形成對(duì)流，溶解區(qū)的飽和溶液被輸送到結(jié)晶區(qū)形成亞穩(wěn)過飽 和溶液，亞穩(wěn)過飽和溶液在籽晶上析出部分溶質(zhì)后變成不飽和溶液又回流 到溶解區(qū)，再溶解培養(yǎng)料，如此循環(huán)往返，使籽晶得以逐漸長(zhǎng)大。但在上 述的裝置中，高壓釜是靜置的，無外力作用的介入，僅依靠?jī)?nèi)部微弱的溫 差及濃度對(duì)流進(jìn)行物質(zhì)和能量的輸運(yùn)，因而在結(jié)晶區(qū)存在溫度梯度、對(duì)流 不均勻和溫場(chǎng)不穩(wěn)定等問題。特別當(dāng)亞穩(wěn)過飽和范圍窄時(shí)，由于對(duì)流不均 勻、溫場(chǎng)不穩(wěn)定，容易導(dǎo)致溶質(zhì)分布不均勻，從而在結(jié)晶區(qū)的某些部位極 易形成局部過飽和，導(dǎo)致自發(fā)成核難以控制，孿晶易發(fā)育，極大破壞了晶 體的質(zhì)量?，F(xiàn)有的解決方案如2007年1月31日公告的公告號(hào)為 CN1297694C的中國(guó)實(shí)用新型專利所公開的一種高壓釜內(nèi)對(duì)流控制裝置， 由于該對(duì)流控制裝置是在溶解區(qū)和結(jié)晶區(qū)間設(shè)有外接軸向的旋轉(zhuǎn)曲面型 扇葉和圓錐筒替代平面檔板，并附以可轉(zhuǎn)向的數(shù)個(gè)小隔板。依靠?jī)?nèi)部微弱 的溫差及濃度產(chǎn)生的對(duì)流的力沖擊對(duì)流控制裝置使之旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的該對(duì)流 控制裝置進(jìn)一步加深空間的對(duì)流，但該裝置仍然是無外力作用介入，因此 對(duì)液流的改善作用有限。
(三) 實(shí)用新型內(nèi)容
為解決上述不足，本實(shí)用新型公開一種可有效地改善高壓釜內(nèi)溫場(chǎng)的 穩(wěn)定性和溶液對(duì)流的均勻性旋轉(zhuǎn)高壓釜。
本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)高壓釜，包括釜體，其不同之處在于所述
釜體上連接有一使釜體軸向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置。在晶體生長(zhǎng)時(shí)根據(jù)需要調(diào)節(jié) 高壓釜的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，使得原來定位的高壓釜能夠按著一定程序變速旋 轉(zhuǎn)。在慣性和摩擦力的作用下，高壓釜反應(yīng)腔內(nèi)的液體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn) 動(dòng)起到攪拌的作用，不僅使得釜體內(nèi)同一水平面上的液流、溫度趨于一致， 也使液體在溶解區(qū)和結(jié)晶區(qū)間產(chǎn)生強(qiáng)迫的對(duì)流。這種強(qiáng)迫的對(duì)流有利于溶
解區(qū)和結(jié)晶區(qū)能量和溶質(zhì)的交換，有效提高了釜體內(nèi)部各部位液流的均勻 性，提高溫場(chǎng)的穩(wěn)定性，從而提高晶體的生長(zhǎng)質(zhì)量。
所述旋轉(zhuǎn)裝置可以有多種形式，其中一種較好的方式是，旋轉(zhuǎn)裝置包 括電動(dòng)機(jī)、與電動(dòng)機(jī)連接的傳動(dòng)組件和旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸與釜體同軸設(shè)置， 旋轉(zhuǎn)軸與釜體相連并可同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)組件帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
所述旋轉(zhuǎn)軸的設(shè)置方式可以為，旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置于釜體的下端或上端，旋 轉(zhuǎn)軸的一端與釜體相連，與釜體相連的這一端設(shè)有凸臺(tái)，凸臺(tái)與釜體底部 或頂部所設(shè)有的凹槽相卡合。凸臺(tái)和凹槽的尺寸剛好吻合，旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)帶 動(dòng)高壓釜同步旋轉(zhuǎn)。
作為改進(jìn)，所述電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)組件之間還連接有可按程序設(shè)定其轉(zhuǎn)速 和轉(zhuǎn)向的變速器。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)變速器旋轉(zhuǎn)，通過變速器的設(shè)定，使得與之 相連的轉(zhuǎn)軸傳動(dòng)組件帶動(dòng)高壓釜按設(shè)定的程序做如下運(yùn)動(dòng)順時(shí)針加速、 勻速或間斷性旋轉(zhuǎn)；逆時(shí)針加速、勻速或間斷性旋轉(zhuǎn)；順時(shí)針和逆時(shí)針交 替旋轉(zhuǎn)；加速、勻速或間斷性交替旋轉(zhuǎn)等。
所述傳動(dòng)組件包括相互配合的皮帶和皮帶輪，皮帶輪與旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn) 軸相連，皮帶的一端與皮帶輪相連，另一端與變速器相連。
為使高壓釜的運(yùn)動(dòng)方向及轉(zhuǎn)速能按程序進(jìn)行設(shè)定旋轉(zhuǎn)，所述電動(dòng)機(jī)為 雙向電動(dòng)機(jī)。
本實(shí)用新型的可旋轉(zhuǎn)高壓釜裝置與現(xiàn)有的高壓釜相比，不僅解決靜置 的高壓釜晶體生長(zhǎng)裝置存在的溶解區(qū)和結(jié)晶區(qū)間兩區(qū)間內(nèi)對(duì)流不均勻的 現(xiàn)象，而且也有效的解決了同一區(qū)間內(nèi)位于同一水平面上溫度梯度及溫場(chǎng) 不穩(wěn)定等問題的產(chǎn)生，因而更有利于晶體整體品質(zhì)的提高。
(四)

圖1為本實(shí)用新型旋轉(zhuǎn)高壓釜的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖說明l高壓釜；2爐體座；3皮帶輪；4轉(zhuǎn)軸；5支承架；6傳 動(dòng)機(jī)座；7電動(dòng)機(jī)；8變速器；9皮帶；10凹槽；ll凸臺(tái)。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例所設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)高壓釜l，如圖1所示，包括位于爐體座2上 的釜體，釜體的底部設(shè)有一凹槽10，旋轉(zhuǎn)軸4設(shè)置于釜體的下方，旋轉(zhuǎn)軸 4的上端設(shè)有凸臺(tái)11，凸臺(tái)11與釜體底部所設(shè)的凹槽10相卡合。旋轉(zhuǎn)軸 4從爐體座2的上方延伸到爐體座2的下方，并通過軸承活動(dòng)安裝于支承 架5上。旋轉(zhuǎn)軸4的位于爐體座2下方的一側(cè)通過鍵連接固連有一傳動(dòng)組 件。所述傳動(dòng)組件包括皮帶9和皮帶輪3。本實(shí)施例皮帶輪3與旋轉(zhuǎn)軸4 聯(lián)動(dòng)，并通過與皮帶輪3相配合的三角皮帶9與電動(dòng)機(jī)7相連。皮帶輪3 的另一端與位于傳動(dòng)機(jī)座6上的電動(dòng)機(jī)7聯(lián)動(dòng)。為能對(duì)高壓釜1的轉(zhuǎn)速和 轉(zhuǎn)向進(jìn)行程序設(shè)定，所述的皮帶9與電動(dòng)機(jī)7之間還連接有一變速器8。 對(duì)變速器8進(jìn)行程序設(shè)定，使得旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)高壓釜1做順時(shí)針加速、勻
速或間斷性旋轉(zhuǎn)；逆時(shí)針加速、勻速或間斷性旋轉(zhuǎn)；順時(shí)針和逆時(shí)針交替 旋轉(zhuǎn)；加速、勻速或間斷性交替旋轉(zhuǎn)。本實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)7最好選用具有 有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)方向的雙向電動(dòng)機(jī)7。上述電動(dòng)機(jī)7、變速器8、傳動(dòng)組件和旋 轉(zhuǎn)軸4共同構(gòu)成了一使高壓釜1做軸向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置。
本實(shí)施例所得旋轉(zhuǎn)高壓釜1的工作方式如下電動(dòng)機(jī)7驅(qū)動(dòng)變速器8 旋轉(zhuǎn)，預(yù)先對(duì)變速器8進(jìn)行轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的程序設(shè)定，變速器8通過皮帶9 驅(qū)動(dòng)帶有三角皮帶輪3的旋轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)，且變速器8和旋轉(zhuǎn)軸4是同步旋 轉(zhuǎn)的。旋轉(zhuǎn)軸4的另一個(gè)端面上的凸臺(tái)11與高壓釜1底部的凹槽10相卡 合，凸臺(tái)11和凹槽10的尺寸剛好吻合，旋轉(zhuǎn)軸4旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)高壓釜1同步 旋轉(zhuǎn)。在晶體生長(zhǎng)時(shí)可根據(jù)需要調(diào)節(jié)變速器8的轉(zhuǎn)速和方向，使得定位高 壓釜1能夠按著一定程序變速旋轉(zhuǎn)。由于慣性和摩擦力的作用，使得高壓 釜l反應(yīng)腔內(nèi)的液體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)起到攪拌的作用，使液體產(chǎn)生強(qiáng) 迫的對(duì)流。
權(quán)利要求1、旋轉(zhuǎn)高壓釜，包括釜體，其特征在于所述釜體上連接有一使釜體軸向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)高壓釜，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)裝置 包括電動(dòng)機(jī)(7)、與電動(dòng)機(jī)(7)連接的傳動(dòng)組件和旋轉(zhuǎn)軸(4)，旋轉(zhuǎn)軸(4)與釜體同軸設(shè)置并可同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)(7)通過傳動(dòng)組件帶動(dòng)旋轉(zhuǎn) 軸(4)轉(zhuǎn)動(dòng)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)高壓釜，其特征在于所述旋轉(zhuǎn)軸(4) 的設(shè)置方式為，旋轉(zhuǎn)軸(4)設(shè)置于釜體的下端或上端，旋轉(zhuǎn)軸(4)的一 端與釜體相連，該端設(shè)有凸臺(tái)(11)，凸臺(tái)(11)與釜體底部或頂部所設(shè) 有的凹槽(10)相卡合。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的旋轉(zhuǎn)高壓釜，其特征在于所述電動(dòng) 機(jī)(7)和傳動(dòng)組件之間還連接有可調(diào)節(jié)其轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向的變速器(8)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求中4所述的旋轉(zhuǎn)高壓釜，其特征在于所述傳動(dòng)組 件包括相互配合的皮帶(9)和皮帶輪(3)，皮帶輪(3)與旋轉(zhuǎn)裝置的轉(zhuǎn) 軸(4)相連，皮帶(9)的一端與皮帶輪(3)相連，另一端與變速器(8) 相連。
6、 根據(jù)權(quán)利要求中5所述的旋轉(zhuǎn)高壓釜，其特征在于所述電動(dòng)機(jī) (7)為雙向電動(dòng)機(jī)(7)。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種用于水熱法晶體生長(zhǎng)的旋轉(zhuǎn)高壓釜。所述釜體上連接有一使釜體軸向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)裝置。旋轉(zhuǎn)裝置包括電動(dòng)機(jī)、與電動(dòng)機(jī)連接的傳動(dòng)組件和旋轉(zhuǎn)軸，旋轉(zhuǎn)軸與釜體同軸設(shè)置，旋轉(zhuǎn)軸與釜體相連并可同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)組件帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在慣性和摩擦力的作用下，高壓釜反應(yīng)腔內(nèi)的液體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)起到攪拌的作用，不僅使得釜體內(nèi)同一水平面上的液流、溫度趨于一致，也使液體在溶解區(qū)和結(jié)晶區(qū)間產(chǎn)生強(qiáng)迫的對(duì)流。這種強(qiáng)迫的對(duì)流有利于溶解區(qū)和結(jié)晶區(qū)能量和溶質(zhì)的交換，有效提高了釜體內(nèi)部各部位液流的均勻性，提高溫場(chǎng)的穩(wěn)定性，從而提高晶體的生長(zhǎng)質(zhì)量。
文檔編號(hào)C30B7/10GK201186959SQ20082010410
公開日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2008年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月28日
發(fā)明者盧福華, 周衛(wèi)寧, 左艷彬, 張昌龍, 張海霞, 曾驥良, 覃世杰, 霍漢德 申請(qǐng)人:桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院