蓝宝石长晶炉置换坩埚装置制造方法及图纸

本申请实施例公开一种蓝宝石长晶炉置换坩埚装置，该装置包括晶体生长室和坩埚置换室，晶体生长室设置于坩埚置换室的顶部，晶体生长室的底部与坩埚置换室连通，晶体生长室与坩埚置换室相连通的区域设置有开合部件；坩埚置换室内部设置有冷却平台、换料平台、上下料平台以及坩埚运送组件；通过本申请实施例提供的蓝宝石长晶炉置换坩埚装置，可在坩埚置换室内，对装有退火后的高温晶体的坩埚与装有原料的坩埚进行置换，将装有原料的坩埚置换入长晶炉后直接升温、长晶；置换出的装有退火后的高温晶体的坩埚，可在坩埚置换室内自然冷却，缩短现有技术中，晶体自然冷却以及取坩埚所需要的时间，提升蓝宝石长晶炉的稼动率。

【技术实现步骤摘要】
蓝宝石长晶炉置换坩埚装置
本申请涉及蓝宝石长晶
，尤其涉及一种蓝宝石长晶炉置换坩埚装置。
技术介绍
蓝宝石具有硬度高、耐磨性好以及耐热性好等许多优异的性能。业内通常采用泡生法，在蓝宝石长晶炉内生长蓝宝石晶体。如图1至图3所示，一种现有的蓝宝石长晶炉900包括：炉筒8、设置于炉筒8顶部的上法兰1、设置于炉筒8底部的下法兰9、设置于下法兰9上的坩埚支撑轴10，以及设置于下法兰9上的底部加热器6。底部加热器6为三相交流E型结构，包括A相加热器电极爪61、B相加热器电极爪62以及C相加热器电极爪63。坩埚支撑轴10上用于放置坩埚5，底部加热器6用于对坩埚5加热，坩埚5与炉筒8之间设置有保温组件2，坩埚5与保温组件2之间还设置有侧加热器4。在蓝宝石长晶炉内生长蓝宝石晶体的工艺通常包括：首先向坩埚5中装入原料，将坩埚5及原料放入蓝宝石长晶炉900，然后对坩埚5升温加热，使原料在坩埚5内开始长晶过程。原料在坩埚5中加热融化后，通过籽晶熔接进行晶体生长，由于蓝宝石晶体生长所需温度在2000℃以上，晶体在坩埚5内存在较大的温度梯度，为保证晶体的完整性及晶体的内应力不过大，晶体生长结束后需要进行退火，之后再进行自然冷却，自然冷却后方可取出坩埚5和晶体。晶体自然冷却后，通常采用专门的取坩埚装置取出坩埚和晶体。如图4所示，为一种现有的取坩埚装置40的结构示意图，取坩埚装置40包括：限位架41、承载架43，以及连接限位架41和承载架43的连接架42。其中，限位架41端面设置有弧状凹槽411，承载架43包括多个平行设置的坩埚爪431。由于蓝宝石长晶炉900中，在坩埚5的底部采用坩埚支撑轴10及底部加热器6的特定支撑方式，因此，取出坩埚5和晶体时，可采用液压升降平台将下法兰9下降的方式，将晶体随坩埚支撑轴10及坩埚5一起取出。如图5所示，为利用取坩埚装置40，将坩埚5和晶体取出的示意图，其中，将承载架43的坩埚爪431伸入坩埚5、坩埚轴10及底加热器6所形成的空间内，使坩埚5进入限位架41的弧状凹槽411内，通过抬升承载架43，将坩埚5从坩埚支撑轴10上托起，之后将坩埚5以及坩埚5内的晶体一同取出。然而，在实际生产中，晶体的自然冷却，以及取出坩埚和晶体这两个流程耗时较长，通常需要60个小时，采用现有的操作方法和取坩埚装置，需要等蓝宝石长晶炉内的晶体自然冷却后，才能将坩埚和晶体取出，换入装有原料的新坩埚，严重降低蓝宝石长晶炉的稼动率。
技术实现思路
本申请提供了一种蓝宝石长晶炉置换坩埚装置，以解决现有技术中，蓝宝石长晶炉的稼动率低的问题。本申请实施例提供了一种蓝宝石长晶炉置换坩埚装置，所述装置包括：晶体生长室和坩埚置换室；所述晶体生长室设置于所述坩埚置换室的顶部；所述晶体生长室的底部与所述坩埚置换室连通，所述晶体生长室与所述坩埚置换室相连通的区域设置有开合部件；所述坩埚置换室内部设置有冷却平台、换料平台、上下料平台以及坩埚运送组件；所述上下料平台、所述冷却平台以及所述换料平台在所述坩埚置换室内部沿同一方向依次设置，所述上下料平台位于所述晶体生长室的底部，所述坩埚运送组件设置于所述上下料平台、所述冷却平台以及所述换料平台的一侧。可选的，所述坩埚运送组件包括：沿水平方向设置的滑轨，以及与所述滑轨滑动连接的机械手，所述滑轨的长度大于所述上下料平台与所述换料平台之间的距离。可选的，在第一方面的第二种可实施方式中，所述滑轨包括主干轨道，以及分别与所述主轨道连接的第一分支轨道、第二分支轨道以及第三分支轨道；所述主干轨道与所述上下料平台、所述冷却平台以及所述换料平台的排布方向平行；所述第一分支轨道朝向所述上下料平台的方向延伸，所述第二分支轨道朝向所述冷却平台的方向延伸，所述第三所述分支轨道朝向所述换料平台的方向延伸。可选的，所述主干轨道两端设置有竖直滑轨，所述主干轨道两端与所述竖直滑轨滑动连接，所述主干轨道底部设置有升降气缸。可选的，所述装置还包括真空泵，所述真空泵与所述坩埚置换室连接。可选的，所述开合部件是法兰盘。可选的，所述冷却平台、所述换料平台以及所述上下料平台为液压式升降平台。由以上技术方案可知，本申请提供的蓝宝石长晶炉置换坩埚装置，该装置包括晶体生长室和坩埚置换室，晶体生长室设置于坩埚置换室的顶部，晶体生长室的底部与坩埚置换室连通，晶体生长室与坩埚置换室相连通的区域设置有开合部件；坩埚置换室内部设置有冷却平台、换料平台、上下料平台以及坩埚运送组件；上下料平台、冷却平台以及换料平台在坩埚置换室内部沿同一方向依次设置，上下料平台位于晶体生长室的底部，坩埚运送组件设置于上下料平台、冷却平台以及换料平台的一侧，其中，晶体生长室用于放置蓝宝石长晶炉，在蓝宝石长晶炉内利用坩埚生长晶体，晶体生长室中待冷却坩埚落内的晶体退火结束后，开启开合部件，使待冷却坩埚落置在上下料平台上，之后下降上下料平台至冷却平台的高度，再利用坩埚运送组件抓取待冷却坩埚，将待冷却坩埚移动至冷却平台上，利用坩埚运送组件抓取预装有晶体原料的待置换坩埚，待置换坩埚预置在换料平台上，同时，下降冷却平台，使待冷却坩埚内退火后的晶体冷却；接着利用坩埚运送组件将待置换坩埚移动至上下料平台上，上升上下料平台，将待置换坩埚送入晶体生长室，最后关闭开合部件，在晶体生长室内，对待置换坩埚内的晶体加热；通过本申请提供的蓝宝石长晶炉置换坩埚装置，可在坩埚置换室内，对装有退火后的高温晶体的坩埚与装有原料的坩埚进行置换，将装有原料的坩埚置换入长晶炉后直接升温、长晶；置换出的装有退火后的高温晶体的坩埚，可在坩埚置换室内自然冷却，缩短现有技术中，晶体自然冷却以及取坩埚所需要的时间，提升蓝宝石长晶炉的稼动率。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为一种现有的蓝宝石长晶炉的结构示意图；图2为图1中的底部加热器的结构示意图；图3为图1中的坩埚支撑方式的示意图；图4为一种现有的取坩埚装置的结构示意图；图5为图4的取坩埚装置的取坩埚的示意图；图6为本申请提供的蓝宝石长晶炉置换坩埚装置的第一实施例的示意图；图7为图6的蓝宝石长晶炉置换坩埚装置的内部示意图；图8为本申请提供的蓝宝石长晶炉置换坩埚装置的第二实施例的示意图；图9为利用本申请实施例提供的蓝宝石长晶炉置换坩埚装置置换坩埚的流程图；图10为图9中的步骤S3的示意图；图11为图9中的步骤S4的示意图；图12为图9中的步骤S5的示意图；图13为图9中的步骤S6的示意图；图14为图9中的步骤S7的示意图。图中，1-上法兰；2-保温组件；4-侧加热器；5-坩埚；6-底部加热器；8-炉筒；9-下法兰；10-坩埚支撑轴；61-A相加热器电极爪；62-B相加热器电极爪；63-C相加热器电极爪；40-取坩埚装置；41-限位架；42-连接架；43-承载架；411-弧状凹槽；431-坩埚爪；51-待冷却坩埚；52-待置换坩埚；100-晶体生长室；200-坩埚置换室；101-开合部件；201-冷却平台；202-换料平台；203-滑轨；204-机械手；205-上下料平台；206-真空泵；2030-主干轨道；2031-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓝宝石长晶炉置换坩埚装置，其特征在于，所述装置包括：晶体生长室(100)和坩埚置换室(200)；所述晶体生长室(100)设置于所述坩埚置换室(200)的顶部；所述晶体生长室(100)的底部与所述坩埚置换室(200)连通，所述晶体生长室(100)与所述坩埚置换室(200)相连通的区域设置有开合部件(101)；所述坩埚置换室(200)内部设置有冷却平台(201)、换料平台(202)、上下料平台(205)以及坩埚运送组件；所述上下料平台(205)、所述冷却平台(201)以及所述换料平台(202)在所述坩埚置换室(200)内部沿同一方向依次设置，所述上下料平台(205)位于所述晶体生长室(100)的底部，所述坩埚运送组件设置于所述上下料平台(205)、所述冷却平台(201)以及所述换料平台(202)的一侧。

【技术特征摘要】
1.一种蓝宝石长晶炉置换坩埚装置，其特征在于，所述装置包括：晶体生长室(100)和坩埚置换室(200)；所述晶体生长室(100)设置于所述坩埚置换室(200)的顶部；所述晶体生长室(100)的底部与所述坩埚置换室(200)连通，所述晶体生长室(100)与所述坩埚置换室(200)相连通的区域设置有开合部件(101)；所述坩埚置换室(200)内部设置有冷却平台(201)、换料平台(202)、上下料平台(205)以及坩埚运送组件；所述上下料平台(205)、所述冷却平台(201)以及所述换料平台(202)在所述坩埚置换室(200)内部沿同一方向依次设置，所述上下料平台(205)位于所述晶体生长室(100)的底部，所述坩埚运送组件设置于所述上下料平台(205)、所述冷却平台(201)以及所述换料平台(202)的一侧。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述坩埚运送组件包括：沿水平方向设置的滑轨(203)，以及与所述滑轨(203)滑动连接的机械手(204)，所述滑轨(203)的长度大于所述上下料平台(205)与所述换料平台(202)之间的距离。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述滑轨(203...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永亮，于海群，
申请(专利权)人：内蒙古恒嘉晶体材料有限公司，
类型：新型
国别省市：内蒙古,15