上提拉开放式单晶炉的制作方法
本申请涉及高温氧化物单晶材料生长技术领域，特别涉及一种晶体生长装置。
背景技术：
单晶炉是制备硅、锗、砷化镓、yag(钇铝石榴石)、lso(1utetiumoxyorthosilicate)等人工晶体的专用设备，是集机械、电气、计算机、空气动力、流体动力、热动力学等学科于一体的综合系统。由于目前市面上上提拉法用于高温晶体生长设备主要在封闭式高真空高压环境下工作(真空炉)，然而真空炉结构复杂，真空环境控制难度大，操作不当则会造成炉体爆炸，给生产造成很大的安全隐患。本申请提出了一种开放式的晶体生长装置。
技术实现要素：
本申请实施例之一提供一种晶体生长装置，所述装置包括：炉膛；所述炉膛包括炉体和炉盖；所述炉盖设置于所述炉体顶部；所述炉盖设置第一通孔；其中，所述第一通孔用于放置温场。
在一些实施例中，所述炉体的侧壁以及炉盖上设置有冷却结构。
在一些实施例中，所述炉盖上设置的冷却结构包括至少一圈方形铜管；所述方形铜管通冷却介质。
在一些实施例中，所述装置还包括：炉架；所述炉膛设置于所述炉架上；其中，所述温场包括密封筒、设置在密封筒顶部的盖板以及设置在密封筒底部的底板；所述盖板上开设有第二通孔；穿过所述第二通孔伸入所述温场内部的提拉杆组件；以及热源；所述热源设置于炉膛与温场之间。
在一些实施例中，所述装置还包括：提拉组件；所述提拉组件用于驱动提拉杆组件的上下移动；以及旋转组件；所述旋转组件用于驱动提拉杆组件的转动。
在一些实施例中，所述提拉组件包括：立柱、滑块、丝杆以及第一驱动装置；所述第一驱动装置设置于立柱顶部；所述立柱上设置有滑轨；所述丝杆与所述滑轨平行设置，且所述丝杆的一端与所述第一驱动装置相连；所述滑块套设于所述丝杆上，与丝杆为螺纹配合；所述滑块至少一部分位于所述滑槽内，所述丝杆的转动能够带动所述滑块沿所述滑槽上下移动；所述旋转组件设置于所述滑块上。
在一些实施例中，所述装置还包括：称重组件；所述称重组件用于确定提拉杆组件上晶体的重量，所述称重组件设置于所述滑块上。
在一些实施例中，所述旋转组件至少包括：第二驱动装置以及传动组件；所述第二驱动装置能够通过所述传动组件带动所述称重组件的转动。
在一些实施例中，所述称重组件包括称重室及称重传感器；所述称重传感器设置于所述称重室内部；所述称重传感器的一端与所述提拉杆组件固连；所述称重传感器的另一端与所述称重室的盖板固连。
在一些实施例中，所述传动组件包括皮带轮及皮带；所述第二驱动装置的输出转轴与所述皮带轮的转轴相连；所述皮带轮上和所述称重室上套设有至少一根皮带。
在一些实施例中，所述提拉杆组件至少具有中杆及导杆；所述中杆的一端和所述称重室固连；所述中杆穿过所述滑块上设置的第三通孔；所述中杆具有中空结构；所述导杆穿过所述中杆；其中，所述导杆的一端与所述称重传感器相连；所述导杆的另一端用于连接籽晶杆。
在一些实施例中，所述温场包括底板、盖板、筒以及填充体；所述底板设置于所述温场底部，覆盖于所述筒一开口端；所述盖板设置于所述温场顶部，覆盖于所述筒另一开口端；所述填充体填充于所述筒内部。
在一些实施例中，所述温场包括底板、第一盖板、第二盖板、第一筒、第二筒以及填充体；所述底板设置于温场底部，覆盖于所述第一筒一开口端；所述第一盖板设置于温场顶部，覆盖于所述第一筒另一开口端；所述第二筒设置于所述第一筒内部；所述填充体填充于所述第二筒内部，和/或所述第二筒和所述第一筒之间的空隙中；所述第一盖板和第二盖板上开设有通孔。在一些实施例中，所述填充体为颗粒状、砖状和/或毡状，由耐高温材料制成。
在一些实施例中，所述填充体为以下之中的一种或多种：锆砂、氧化锆颗粒、氧化铝颗粒、氧化锆毡、氧化锆砖和氧化铝砖。
在一些实施例中，所述第一筒为石英管、刚玉管，或由耐高温材料制成。
附图说明
本申请将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
图1所示为根据本申请一些实施例所示的一种晶体生长装置的结构正视图。
图2所示为根据本申请一些实施例所示的一种运动装置130的正视图的放大图。
图3所示为根据本申请一些实施例所示的一种晶体生长装置的结构右视图。
图4所示为根据本申请一些实施例所示的一种运动装置130的右视图的放大图。
图5所示为根据本申请一些实施例所示的炉体120-1的结构示意图。
图6所示为根据本申请一些实施例所示的炉体120-1的截面示意图。
图7所示为根据本申请一些实施例所示的炉盖120-2的示意图。
图8所示为根据本申请一些实施例所示的一种提拉组件140的结构示意图。
图9所示为根据本申请一些实施例所示的一种称重组件150的结构示意图。
图10所示为根据本申请一些实施例所示的一种旋转组件160的结构示意图。
图11所示为根据本申请一些实施例所示的一种温场装置200的结构示意图。
图12所示为根据本申请的一些实施例所示的温场装置200横截面的俯视图。
图13所示为根据本申请的一些实施例所示的第一盖板210的俯视图。
图14所示为根据本申请的一些实施例所示的观察件218的示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模组”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
本申请涉及一种晶体生长装置可以用于制备单晶材料，所述单晶材料可以应用于医疗器械成像、安全检查、工业无损探伤、激光器等领域。晶体生长装置可以制备闪烁晶体、激光晶体等适用于上提拉法生长的各类晶体。
如图1和3所示，在一些实施例中，晶体生长装置包括炉架110、炉膛120、第一底板105和运动装置130。
炉架110用于安装晶体生长装置的不同组件，包括炉膛120、第一底板105、运动装置130等。例如，炉膛120设置于炉架110上，例如可以通过螺栓连接、焊接、铰接将炉膛120固定于炉架110上。在一些实施例中，炉架110的尺寸为长1000至1400毫米、宽750至1000毫米、高1100至1800毫米。
炉膛120包括炉体120-1、炉盖120-2等组件。如图5和6所示，炉膛120可以为圆柱体，用于提供晶体生长的空间。在一些实施例中，炉膛120可以为立方体。炉盖120-2设置于炉体120-1上方。
在一些实施例中，炉膛120的尺寸为直径500至900毫米、高600至1200毫米。在一些实施例中，炉膛120包括冷却结构。冷却结构可以为气冷结构、液冷结构等其他可以起冷却作用的结构。例如，冷却结构可以为铜管冷却结构。具体地，炉体120-1的侧壁可以设置至少一圈能够通入冷却介质(例如，冷却气体、冷却水或冷却油等)的铜管。在一些实施例中，该铜管的直径可以为8至20毫米。在一些替代性实施例中，冷却结构还可以为其他金属管(如，不锈钢管)冷却结构。
晶体生长装置还包括温场200、提拉杆组件、热源等组件。热源可以用于加热结晶的原料，使其熔化。在一些实施例中，热源可以是感应线圈。晶体生长装置还包括中频电源，用于向感应线圈提供电源，使其产生交变的电磁场。中频电源的额定功率为30至60kw。如图7所示，炉盖120-2上设有第一通孔120-4。该第一通孔120-4可以用于放置温场200。在一些实施例中，温场的高度大于炉盖120-2的高度，即温场200的一部分在炉膛120的内部，一部分在炉膛120的外部。在一些实施例中，温场200的高度不大于炉盖120-2的高度(例如，温场200的上端面可以与炉盖120-2齐平，也可以低于炉盖120-2)，即温场200设置在炉膛120内部。温场200包括密封筒、设置在密封筒顶部的盖板以及设置在密封筒底部的底板。盖板上开设有第二通孔。提拉杆组件可以穿过第二通孔伸入温场200内部。盖板上还可以开设用于通过气体的通孔。关于温场200的结构描述可以参见后面的描述，参见图11至14。在一些实施例中，感应线圈设置于炉膛内部，且温场200设置于感应线圈的内部，即温场200的周围设置多圈感应线圈。关于提拉杆组件的结构描述可以参见后面的描述。
在一些实施例中，炉盖120-2上方设置至少一圈能够通入冷却介质的方形铜管120-3，如图7所示。具体地，炉盖120-2上端面可以均匀深埋平铺尺寸为宽度为20毫米、高度为10毫米、厚度2毫米的至少一圈铜管120-3(例如，可以为三圈铜管)。例如，该方形铜管里面可以通10至40度循环冷却水，起到隔热散热的作用。在一些实施例中，该铜管的横截面形状不限于方形、还可以包括圆形等其他形状。在一些替代性实施例中，铜管120-3还可以用其他金属管(如，不锈钢管)替换。
在一些实施例中，炉膛120可以设计为非密闭结构，即待温场放置到炉盖120-2上设置的第一通孔120-4内后，炉盖与温场外壁之间可以不密封。该设计有利于节省制造及维护成本，最终减少生产成本。
第一底板105用于承载炉膛120、温场、热源等组件。在一些实施例中，第一底板105可以为炉体120-1的一部分，即炉体120-1包括侧壁及第一底板105等组件。
在一些实施例中，运动装置130包括提拉组件140、称重组件150和旋转组件160。关于提拉组件140的描述，可以参见图8至10的描述。关于称重组件150的描述，可以参见图8至图10的描述。关于旋转组件160的描述，可以参见图10至12的描述。
以下将结合图8至10描述提拉组件140、称重组件150、旋转组件160的具体结构。
提拉组件140可以固定在炉架上。提拉组件140用于控制提拉杆的上下移动。
提拉组件140包括安装座140-1、立柱140-2、第一驱动装置、联轴器140-6、安装架140-7、丝杆140-8、滑块140-9。安装座140-1可以包括一个或多个安装调节板。通过调整安装调节板的数量，可以调整安装座140-1的高度。通过调整安装调节板前后或左右移动可调整导杆与温场的同心度。
在一些实施例中，第一驱动器140-3、第一电机140-4、变速器140-5可以合并为第一驱动装置。第一驱动装置设置于立柱140-2顶部。第一驱动器140-3可以接收控制系统的控制指令，控制第一电机140-4，例如，可以控制第一电机140-4的转速、力矩等。在一些实施例中，第一电机140-4可以为步进混合伺服电机。在一些实施例中，变速器140-5可以用于控制变速器140-5的输出轴的转速。在一些实施例中，变速器140-5可以为精密行星齿轮减速机。安装架140-7可以用于支撑第一驱动器140-3、第一电机140-4、变速器140-5。第一驱动器140-3基于控制指令驱动第一电机140-4转动，变速器140-5可以通过内部的齿轮结构，将第一电机140-4的较高转速转换为低转速并通过变速器140-5自身的输出轴输出降低的转速。
立柱140-2上可以设置有滑轨。丝杆140-8与滑轨平行设置。丝杆140-8的一端与第一驱动装置相连。具体地，丝杆140-8的一端可以通过联轴器140-6与变速器140-5的输出轴相连。
滑块140-9套设于丝杆140-8上。滑块140-9与丝杆140-8为螺纹配合。滑块140-9至少一部分位于所述滑槽内，丝杆140-8的转动能够带动滑块140-9沿所述滑槽上下移动。具体地，第一驱动装置可以带动丝杆140-8的转动，丝杆140-8的转动位移可以转换为滑块140-9沿着丝杆140-8上下移动。在一些实施例中，丝杆140-8的有效行程为300-1200毫米。丝杆140-8导程为5-20毫米，丝杆140-8的直径为16-35毫米。通过控制第一电机140-4转动的速度可以实现晶体生长对拉速的要求。在一些实施例中，提拉速度可以为0.1-10毫米/小时，快拉速度可以为0.1-3600毫米/小时，精度大于0.01毫米/小时。
需要注意的是，在一些实施例中，立柱140-2上可以直接安装模组，例如，kk模组、滚珠丝杆模组等其他直线模组。滑块140-9可以安装于模组的丝杆上。第一驱动装置的输出轴可以与模组的丝杆连接，从而带动丝杆的转动。进一步地，丝杆的转动位移可以转换为滑块140-9沿着丝杆上下移动。
称重组件150用于确定提拉杆组件上晶体的重量。称重组件150设置于滑块140-9上，如图10所示。所述称重组件150包括称重室150-1、称重传感器150-2、提拉杆组件。提拉杆组件至少具有中杆150-3、导杆150-4、籽晶杆。称重传感器150-2设置于称重室150-1内部。如图9所示，称重传感器150-2的一端与提拉杆组件固连。具体地，称重传感器150-2的一端可以与提拉杆组件中的导杆150-4固连。称重传感器150-2的另一端与称重室的盖板150-1固连。例如，称重室150-1顶部设置通孔，该通孔中可以设置螺钉与称重传感器150-2连接。中杆150-3的一端和称重室150-1固连。例如，可以通过螺栓连接、焊接、铰接、卡接等与称重室150-1固连。又例如，可以通过其他连接形式(如，可伸缩软管)与称重室150-1固连。
滑块140-9上设置有通孔140-10。中杆150-3可以穿过滑块上设置的第三通孔140-10。通孔140-10的上方和下方可以设置轴承，以便于称重室150-1的转动，从而带动提拉杆组件的转动。中杆150-3具有中空结构。导杆150-4可以穿过中杆150-3。导杆150-4的一端与称重传感器150-2相连。导杆150-4的另一端用于连接籽晶杆，籽晶杆的一端可以连接籽晶以作为晶体生长的晶种。在一些实施例中，滑块140-9上可以设置挡板。挡板能够消除从炉膛120的炉盖120-2中的第一通孔120-4辐射出来的热气流对称重室150-1内的称重传感器150-2的影响，让重量信号波动更小，称重更准确，设备运行更平稳。
通过称重组件150可以测出晶体的即时重量，将其与设定的模型的即时重量相比较，可根据晶体生长自动控制系统的控制算法，输出连续信号控制感应线圈中频电源即时输出功率的大小，精确控制炉内温度的高低，可以实现晶体生长过程的全自动控制。
旋转组件160用于控制提拉杆的转动。旋转组件160可以带动称重室150-1的转动，进而带动称重系统转动使提拉杆组件140连接的晶体转动。在一些实施例中，旋转组件160仅能带动称重系统旋转，由于称重系统中的导杆150-4与籽晶杆相连接，籽晶杆另一端与籽晶连接，所以称重室150-1转动可以带动晶体转动。在一些实施例中，导杆150-4可以与称重传感器150-2固连或软连接。软连接即称重室150-1不动时，导杆150-4受力可向上移动一定距离，也可左右自由转动。旋转组件160包括第二驱动装置以及传动组件。第二驱动装置包括第二电机160-1、第二驱动器160-3。传动组件可以包括皮带轮160-2、皮带160-5。皮带轮160-2上和称重室150-1上套设有至少一根皮带160-5。在一些实施例中，传动组件可以为齿轮链条传动组件，包括齿轮和链条。第二驱动装置的输出轴可以与齿轮连接。称重室150-1的外壁可以设有齿状结构。链条可以套设有齿轮和称重室150-1上。
旋转组件160还包括支撑件160-4。旋转组件160通过支撑件160-4设置于滑块140-9上。支撑件160-4与滑块140-9固连，例如，可以通过焊接、一个或多个螺钉、一个或多个螺栓、一个或多个销连接。
第二驱动装置的输出转轴与皮带轮160-2的转轴相连。第二驱动装置能够通过传动组件带动称重组件150的转动。具体地，第二电机160-1的输出转轴可以与皮带轮160-2的转轴相连。第二驱动装置能够通过传动组件带动称重组件150的转动。通过控制第二电机160-1的转速能够实现晶体生长中对转速的要求。在一些实施例中，转速可以为0.1-120转rpm，精度可以为0.1rpm。
图11所示为根据本申请一些实施例所示的一种温场装置200的结构示意图。
需要注意的是，图11仅作为示例，并不对温场装置200的具体形状和结构造成限定。温场装置200可以用于放置在晶体生长炉内以提供晶体生长所需的温度梯度，保证晶体结晶过程的稳定性。温场装置200可以是圆柱状的，也可以是其他立柱状的，比如多边棱柱。温场装置200外部结构一般可以由一个第一中空立柱和覆盖在第一中空立柱两端的两个盖板组成。具体的，两个盖板连接于第一中空立柱两端，所述连接方式可以是粘接、焊接、铆接、键鞘连接、螺栓连接、卡扣连接等。或者，第一中空立柱的一端与一个盖板相连接(例如，可拆卸式连接)，另一端与一个盖板一体成型，或者是不可拆卸式的连接。在中空立柱内部，可以设置有高度小于第一中空立柱的第二中空立柱。第一中空立柱和第二中空立柱之间的空隙，和/或第二中空立柱内部可以填充有用于保温的物质。例如，第一中空立柱和第二中空立柱之间的空隙中填充有用于保温的物质，同时第二中空立柱内部也有填充。又例如，第一中空立柱和第二中空立柱之间的空隙中填充有用于保温的物质，而第二中空立柱内部没有填充。还例如，第一中空立柱和第二中空立柱之间的空隙中没有填充有用于保温的物质，而第二中空立柱内部填充有用于保温的物质。同时，填充在第二中空立柱内部的物质还可以支撑用于盛放反应物料的埚。另外，第二中空立柱靠近第一中空立柱的顶部盖板的一端可以连接有保温板，可进一步增强保温效果。参考图11，温场装置200可以包括：底板202、第一筒204、第二筒206、填充体208、第一盖板210、第二盖板212、观察件218、密封圈220、压环222以及气体通道224。使用时，温场装置200可放置于在晶体生长炉内，且位于炉内的感应线圈216中，埚214放置于温场装置200内部。
底板202设置在温场装置200底端，用于承载温场装置200的其他部件，例如，第一筒204、第二筒206和/或填充体208。在一些实施例中，底板102的材质可以为具有高的反射系数的热反射材料，如金、银、镍、铝箔、铜、钼、镀层金属、不锈钢等。优选地，底板202的材质可以是铜。在一些实施例中，底板202的直径可以是200-500mm。较为优选地，底板202的直径可以是250-450mm。更为优选地，底板202的直径可以是300-400mm。更为优选地，底板202的直径可以是310-390mm。更为优选地，底板202的直径可以是320-380mm。更为优选地，底板202的直径可以是330-370mm。更为优选地，底板202的直径可以是340-360mm。在一些实施例中，底板202的厚度可以是10-40mm。更为优选地，底板202的厚度可以是15-35mm。更为优选地，底板202的厚度可以是20-30mm。更为优选地，底板202的厚度可以是21-29mm。更为优选地，底板202的厚度可以是22-28mm。更为优选地，底板202的厚度可以是23-27mm。更为优选地，底板202的厚度可以是24-26mm。由于温场装置200在使用时会被放置于单晶生长炉的炉体内部，则底板202可以放置或安装在炉体的安装板上，其中安装方式可以是焊接、铆接、螺栓、粘接等方式。在安装时，底板202的水平要求小于0.5mm/m。所述mm/m可以是指单位长度(m)的两端之间的高度差(mm)。优选地，底板202的水平要求小于0.4mm/m。较为优选地，底板202的水平要求小于0.3mm/m。更为优选地，底板202的水平要求小于0.2mm/m。更为优选地，底板202的水平要求小于0.1mm/m。更为优选地，底板202的水平要求小于0.09mm/m。更为优选地，底板202的水平要求小于0.08mm/m。更为优选地，底板202的水平要求小于0.07mm/m。更为优选地，底板202的水平要求小于0.06mm/m。更为优选地，底板202的水平要求小于0.05mm/m。更为优选地，底板202的水平要求小于0.04mm/m。更为优选地，底板202的水平要求小于0.03mm/m。更为优选地，底板202的水平要求小于0.02mm/m。更为优选地，底板202的水平要求小于0.01mm/m。温场装置200在使用时，内部温度会达到一个较高的程度，例如，1900度。因此需要减少温场装置200对外的热辐射，防止炉体接受过高热量而损坏。这样，底板202上可以设置有循环冷却介质通路，通入循环冷却介质以吸收温场装置200内部的热量达到隔热、减少热辐射的目的。所述循环冷却介质通路可以以螺旋状、或蛇形状设置在底板202内部。达到冷却目的所用的方式可以是液冷、风冷、气冷或其他能达到冷却的方式。当使用液冷时，所用的冷却介质可以是水、乙醇、乙二醇、异丙醇、正己烷等或其任意组合，例如，可以是水和乙醇的50：50的混合液。所用的冷却介质还可以是冷却油。所述循环冷却介质通路的个数可以是一个或多个，例如，1到3个。在一些实施例中，所述循环冷却介质通路的通道直径可以是5-25mm。优选地，所述循环冷却介质通路的通道直径可以是10-20mm。优选地，所述循环冷却介质通路的通道直径可以是11-19mm。优选地，所述循环冷却介质通路的通道直径可以是12-18mm。优选地，所述循环冷却介质通路的通道直径可以是13-17mm。优选地，所述循环冷却介质通路的通道直径可以是14-15mm。
第一筒204安装在底板202上，构成温场装置200的外壁部分。底板202可以覆盖第一筒204的一开口端，第一筒204通过焊接、铆接、螺栓、粘接等方式安装于底板202上，以支撑整个温场装置200。同时，第一筒204和温场装置200的其他部件的配合，例如，底板202，第一盖板212等，实现对温场装置200内部的密封，以及保温的作用。在安装时，第一筒204与底板202的同心度可以小于1mm。较为优选地，第一筒104与底板102的同心度可以小于0.9mm。更为优选地，第一筒104与底板102的同心度可以小于0.8mm。更为优选地，第一筒104与底板102的同心度可以小于0.7mm。更为优选地，第一筒104与底板102的同心度可以小于0.6mm。更为优选地，第一筒104与底板102的同心度可以小于0.5mm。更为优选地，第一筒204与底板202的同心度可以小于0.4mm。更为优选地，第一筒204与底板202的同心度可以小于0.3mm。更为优选地，第一筒204与底板202的同心度可以小于0.2mm。更为优选地，第一筒204与底板202的同心度可以小于0.1mm。第一筒204与底板202的垂直度可以小于0.2度。更为优选地，第一筒204与底板202的垂直度可以小于0.15度。更为优选地，第一筒204与底板202的垂直度可以小于0.1度。更为优选地，第一筒204与底板202的垂直度可以小于0.05度。更为优选地，第一筒204与底板202的垂直度可以小于0.03度。在一些实施例中，第一筒204的材质可以是石英(氧化硅)、刚玉(氧化铝)、氧化锆、石墨、碳纤维、陶瓷等，或其他耐高温材料比如稀土金属的硼化物、碳化物、氮化物、硅化物、磷化物和硫化物等。优选地，第一筒可以是石英管，或刚玉管。基于底板202的大小，第一筒204的内径可以为180-450mm。较为优选地，第一筒204的内径可以为200-430mm。更为优选地，第一筒204的内径可以为220-410mm。更为优选地，第一筒204的内径可以为250-380mm。更为优选地，第一筒204的内径可以为270-360mm。更为优选地，第一筒204的内径可以为300-330mm更为。优选地，第一筒204的内径可以为310-320mm。在一些实施例中，第一筒204的厚度可以为1-15mm。较为优选地，第一筒204的厚度可以为3-12mm。更为优选地，第一筒204的厚度可以为5-10mm。更为优选地，第一筒204的厚度可以为6-9mm。更为优选地，第一筒204的厚度可以为7-8mm。第一筒204的高度可以为600-1600mm。较为优选地，第一筒204的高度可以为700-1500mm。更为优选地，第一筒204的高度可以为800-1400mm。更为优选地，第一筒204的高度可以为900-1300mm。更为优选地，第一筒204的高度可以为1000-1200mm。更为优选地，第一筒204的高度可以为1050-1150mm。更为优选地，第一筒204的高度可以为1060-1140mm。更为优选地，第一筒204的高度可以为1070-1130mm。更为优选地，第一筒204的高度可以为1080-1120mm。更为优选地，第一筒204的高度可以为1090-1110mm。更为优选地，第一筒204的高度可以为1095-1105mm。第二筒206可以设置在第一筒204内部。在一些实施例中，第二筒206可以由耐热性能良好的材质制成，以实现在晶体生长过程中保持稳定温度的目的。第二筒206的制作材料可以是氧化硅、氧化锆、氧化铝、石墨、陶瓷等。优选地，第二筒206可以是有氧化锆制成的锆管。为了配合第一筒204的尺寸，第二筒206的内径可以为70-300mm。较为优选地，第二筒206的内径可以为100-270mm。更为优选地，第二筒206的内径可以为120-250mm。更为优选地，第二筒206的内径可以为150-220mm。更为优选地，第二筒206的内径可以为170-200mm。更为优选地，第二筒206的内径可以为180-270mm。第二筒106的厚度可以为8-30mm。较为优选地，第二筒206的厚度可以为10-30mm。更为优选地，第二筒206的厚度可以为15-25mm。更为优选地，第二筒206的厚度可以为16-24mm。更为优选地，第二筒206的厚度可以为17-23mm。更为优选地，第二筒206的厚度可以为18-22mm。更为优选地，第二筒206的厚度可以为19-21mm。在一些实施例中，第二筒206的一端可以放置或安装在底板202上，例如，粘接、焊接、铆接、键鞘连接、螺栓连接、卡扣连接等。在安装时，第二筒106与底板102的同心度可以小于1mm。较为优选地，第二筒106与底板102的同心度可以小于0.9mm。更为优选地，第二筒106与底板102的同心度可以小于0.8mm。更为优选地，第二筒106与底板102的同心度可以小于0.7mm。更为优选地，第二筒106与底板102的同心度可以小于0.6mm。更为优选地，第二筒206与底板202的同心度可以小于0.5mm。更为优选地，第二筒206与底板202的同心度可以小于0.4mm。更为优选的，第二筒206与底板202的同心度可以小于0.3mm。更为优选地，第二筒206与底板202的同心度可以小于0.2mm。更为优选地，第二筒206与底板202的同心度可以小于0.1mm。更为优选地，第二筒206与底板202的同心度可以小于0.05mm。同时，第二筒206的垂直度小于0.2度。较为优选地，第二筒206的垂直度小于0.15度。更为优选地，第二筒206的垂直度小于0.1度。更为优选地，第二筒206的垂直度小于0.08度。更为优选地，第二筒206的垂直度小于0.05度。在第二筒206处于安装于底板202的情况下，基于自身的长度，第二筒206可以处于不同的安装状态。当第二筒206的长度与第一筒204一致时，第二筒206可以类似与第一筒204，一开口端与底板202连接，另一开口端与第一盖板212连接。当第二筒206的长度小于第一筒204时，第二筒206的另一开口端可以与温场装置200的其他部件连接，例如，第二盖板212。第二盖板212可以覆盖与第二筒206的另一开口端。同时，第二盖板212的大小形状(例如，圆形盖板的直径)可以与第一筒204的横截面相匹配，以便于第一筒204无缝连接。在一些实施例中，第二筒206可以不安装在底板202上。当第二筒206的长度小于第一筒204时，第二筒206的一端可以安装在温场装置200的其他部件上，比如，第一盖板210、第二盖板212。第二筒206的另一端可以与底板202保持一定的距离(例如，保持悬空状态)。在一些实施例中，第二筒206的长度可以是与第一筒204一致的。在一些实施例中，第二筒206的长度可以是500-1500mm。较为优选地，第二筒206的长度可以是600-1400mm。更为优选地，第二筒206的长度可以是700-1300mm。更为优选地，第二筒206的长度可以是800-1200mm。更为优选地，第二筒206的长度可以是900-1100mm。更为优选地，第二筒206的长度可以是950-1050mm。更为优选地，第二筒206的长度可以是960-1040mm。更为优选地，第二筒206的长度可以是970-1030mm。更为优选地，第二筒206的长度可以是980-1020mm。更为优选地，第二筒206的长度可以是990-1010mm。
填充体208可以填装在第二筒206的内部，和/或填装于第一筒204和第二筒206之间的空隙中。填充体208可以用于保温。在一些实施例中，填装的填充体208的厚度、高度以及松紧程度的不同，可以改变其承载的部件(例如，埚214)的位置、整个温场装置200的内部的散热空间大小，以及晶体生长所需的温度梯度。改变填充体208的厚度、高度以及松紧程度，可以得到不同的稳定的温度梯度，以满足不同的晶体生长要求。同时，填装于第一筒204和第二筒206之间的空隙中的填充体208，在第二筒206出现裂隙时，填充体208可以充当保温层，防止温场装置200内部与外界直接连通从而导致温度梯度的剧烈变化，影响晶体生长。填充体208形成的保温层，能够在上述情况下继续保持温场装置200内部原有的温度梯度，避免出现温度突变的事件。在一些实施例中，填充体108还能够在第二筒106开裂时对温度的突变会起到缓冲作用。在一些实施例中，填充体208可以是由耐高温材料制成，例如，氧化硅、刚化铝、氧化锆、石墨、碳纤维、陶瓷、稀土金属的硼化物、碳化物、氮化物、硅化物、磷化物和硫化物等。在一些实施例中，填充体208可以颗粒状的物质，包括锆砂(锆的硅酸盐化合物)、氧化锆颗粒、氧化铝颗粒、氧化锆毡、氧化锆砖和氧化铝砖等或其它耐高温颗粒状材料。其粒度可以为5-200目。较为优选地，填充体208的粒度可以是10-190目。更为优选地，填充体208的粒度可以是20-180目。更为优选地，填充体208的粒度可以是30-170目。更为优选地，填充体208的粒度可以是40-160目。更为优选地，填充体208的粒度可以是50-150目。更为优选地，填充体208的粒度可以是60-140目。更为优选地，填充体208的粒度可以是70-130目。更为优选地，填充体208的粒度可以是80-120目。更为优选地，填充体208的粒度可以是90-110目。更为优选地，填充体208的粒度可以是95-105目。在一些实施例中，填充体108可以毡状物质，包括氧化锆毡。在一些实施例中，填充体108可以是砖状物质，包括氧化锆砖、和/或氧化铝砖。在一些实施例中，填充体108可以是颗粒物、砖、或毡中的任意两种或更多的混合体。例如，填充体108可以是包括氧化锆毡和锆砂、氧化锆颗粒、氧化铝颗粒氧化锆砖和氧化铝砖等或其它耐高温颗粒状材料中的一种或以上的混合物。
在一些实施例中，填装于第二筒206内部的填充体208可以用于支撑盛放晶体生长的反应物料的埚214。填充体208可以包覆埚214的一部分，例如，底部和侧壁。为了防止填充体208掉入埚214中污染反应物料，埚214的上沿可以高出填装于第二筒206内部的填充体208的填充高度。另一方面，第二筒206也可以防止填装于第一筒204和第二筒206之间的空隙中的填充体208掉入埚214中。在一些实施例中，埚214可以是由铱金属(ir)，钼金属(mo)，钨金属(w)，铼金属(re)、石墨(c)、钨钼合金等制成。优选地，埚214可以是铱埚。在一些实施例中，埚214的直径可以为60-250mm。较为优选地，埚214的直径可以是80-220mm。更为优选地，埚214的直径可以是100-200mm。更为优选地，埚214的直径可以是110-190mm。更为优选地，埚214的直径可以是120-180mm。更为优选地，埚214的直径可以是130-170mm。更为优选地，埚214的直径可以是140-160mm。更为优选地，埚214的直径可以是145-155mm。埚214的厚度可以为2-4mm。更为优选地，埚214的厚度可以是2.2-3.8mm。更为优选地，埚214的厚度可以是2.5-3.5mm。更为优选地，埚214的厚度可以是2.6-3.4mm。更为优选地，埚214的厚度可以是2.7-3.3mm。更为优选地，埚214的厚度可以是2.8-3.2mm。更为优选地，埚214的厚度可以是2.9-3.1mm。埚214的高度可以是60-250mm。较为优选地，埚214的高度可以是80-220mm。更为优选地，埚214的高度可以是100-200mm。更为优选地，埚214的高度可以是110-190mm。更为优选地，埚214的高度可以是120-180mm。更为优选地，埚214的高度可以是130-170mm。更为优选地，埚214的高度可以是140-160mm。更为优选地，埚214的高度可以是145-155mm。
图12是根据本申请的一些实施例所示的温场装置200横截面的俯视图。
如图12所示，温场装置200的最外围为第一筒204。第二筒206和第一筒204之间的空隙被填装有填充体208。埚214被放置在第二筒206的内部，由填装在第二筒206下底部的填充体208支撑。可以很清楚的看出，温场装置200从外到内的部件依次为第一筒204、填充体208、第二筒206和埚214。同时，上述四个部件可以构成同心圆，其同心度可以小于1mm。较为优选地，其同心度可以小于0.9mm。更为优选地，其同心度可以小于0.8mm。更为优选地，其同心度可以小于0.7mm。更为优选地，其同心度可以小于0.6mm。更为优选地，其同心度可以小于0.5mm。较为优选地，其同心度可以小于0.4mm。更为优选地，其同心度可以小于0.3mm。更为优选地，其同心度可以小于0.2mm。更为优选地，其同心度可以小于0.1mm。所形成的同心圆结构，可以利于晶体生长、观察晶体生长情况、引入流动气体和晶体提拉。
在一些实施例中，埚214可以作为发热体，以融化盛放在其中的反应物料便于后续进行晶体生长。围绕于第一筒204外壁的感应线圈(如图11中的感应线圈216)在通入一定频率的交变电流时，周围可以产生交变磁场。交变磁场的电磁感应作用使导体(例如，埚214)内产生封闭的感应电流，即，涡流。感应电流在导体截面上分布不均匀，表面的高密度电流的电能将转化为热能而使导体的温度升高从而实现化料的目的。感应线圈216可以具有7-12匝线圈。较为优选地，感应线圈216可以具有8-11匝线圈。更为优选地，感应线圈216可以具有9-10匝线圈。其感应频率可以为2khz-15khz。较为优选地，其感应频率可以为3khz-14khz。更为优选地，其感应频率可以为4khz-13khz。更为优选地，其感应频率可以为5khz-12khz。更为优选地，其感应频率可以为6khz-11khz。更为优选地，其感应频率可以为7khz-10khz。更为优选地，其感应频率可以为8khz-9khz。在一些实施例中，填充体108的填充高度可以导致埚214的上沿与感应线圈216的上沿之间的垂直间距为0至
第一盖板210设置于温场装置200的顶部，用于与其他部件配合来对温场装置200进行密封，例如，第一筒204。第一盖板210覆盖于第一筒204的另一开口端，同时通过焊接、铆接、螺栓、粘接等方式连接第一筒204。例如，第一盖板210和第一筒204的连接处可以使用硅胶密封圈，并拧上螺丝压紧密封。在一些实施例中，第一盖板210可以与底板202类似，同样以具有高的反射系数的热反射材料制成，如金、银、镍、铝箔、铜、钼、镀层金属、不锈钢等。优选地，第一盖板210可以是铜板。在安装时，第一盖板210与第一筒204的同心度可以小于0.5mm。较为优选地，第一盖板210与第一筒204的同心度可以小于0.4mm。更为优选地，第一盖板210与第一筒204的同心度可以小于0.3mm。更为优选地，第一盖板210与第一筒204的同心度可以小于0.2mm。更为优选地，第一盖板210与第一筒204的同心度可以小于0.1mm。在一些实施例中，第一盖板210的直径可以是200-500mm。较为优选地，第一盖板210的直径可以是250-450mm。更为优选地，第一盖板210的直径可以是300-400mm。更为优选地，第一盖板210的直径可以是310-390mm。更为优选地，第一盖板210的直径可以是320-380mm。更为优选地，第一盖板210的直径可以是330-370mm。更为优选地，第一盖板210的直径可以是340-360mm。在一些实施例中，第一盖板210的厚度可以是10-40mm。较为优选地，第一盖板210的厚度可以是15-35mm。更为优选地，第一盖板210的厚度可以是20-30mm。更为优选地，第一盖板210的厚度可以是21-29mm。更为优选地，第一盖板210的厚度可以是22-28mm。更为优选地，第一盖板210的厚度可以是23-27mm。更为优选地，第一盖板210的厚度可以是24-26mm。在一些实施例中，第一盖板210上可以包括至少一个第四通孔。所述第四通孔可以用于通过气体，例如，所述第四通孔构成了气体进出温场装置200内部的通道，气体从至少一个第四通孔中被通入温场装置200的内部，然后可以从其余的第四通孔中被排出，也可以从气体通入的第四通孔中被排出。在一些实施例中，所述气体可以是氧气和/或惰性气体中的一种或多种。所述惰性气体包括氮气、氦气、氖气、氩气、氮气、氙气、氡气等。在一些实施例中，所述气体可以包括氧气与惰性气体中的一种和多种的组合。在一些实施例中，所述气体可以是氢气和/或一氧化碳与惰性气体中的一种或多种的混合气体。在一些实施例中，所述气体可以包括氮气、氩气、氧气、一氧化碳中的一种或多种。基于生长的目标晶体的性质和大小，向温场装置200内部通入的气体的流量可以是0.01-50l/min。较为优选地，通入的气体的流量可以是0.01-50l/min。更为优选地，通入的气体的流量可以是0.1-50l/min。更为优选地，通入的气体的流量可以是1-50l/min。更为优选地，通入的气体的流量可以是5-45/min。更为优选地，通入的气体的流量可以是10-40l/min。更为优选地，通入的气体的流量可以是15-35l/min。优选地，通入的气体的流量可以是20-30l/min。更为优选地，通入的气体的流量可以是21-29l/min。更为优选地，通入的气体的流量可以是22-28l/min。更为优选地，通入的气体的流量可以是23-27l/min。更为优选地，通入的气体的流量可以是24-26l/min。
在一些实施例中，第一盖板210上可以安装有其他部件。参见图13。
图13是根据本申请的一些实施例所示的第一盖板210的俯视图。
如图13所示，第一盖板210可以包括两个第四通孔310-1和310-2，所述气体通过其进出温场装置200。在一些实施例中，第四通孔310-1和310-2的直径可以是15-30mm。较为优选地，第四通孔310-1和310-2的直径可以是18-27mm。更为优选地，第四通孔310-1和310-2的直径可以是20-25mm。更为优选地，第四通孔310-1和310-2的直径可以是21-24mm。更为优选地，第四通孔310-1和310-2的直径可以是22-23mm。在一些实施例中，第四通孔310-1和310-2的旋转中轴线可以与水平面垂直。在一些实施例中，第四通孔310-1和310-2的旋转中轴线可以与水平面的垂直线成3-20度夹角。较为优选地，第四通孔310-1和310-2的旋转中轴线可以与水平面的垂直线成5-18度夹角。更为优选地，第四通孔310-1和310-2的旋转中轴线可以与水平面的垂直线成7-15度夹角。更为优选地，第四通孔310-1和310-2的旋转中轴线可以与水平面的垂直线成9-13度夹角。更为优选地，第一通孔310-1和310-2的旋转中轴线可以与水平面的垂直线成11-12度夹角。两个通孔的中心之间的间距可以为70-150mm。较为优选地，两个通孔的中心之间的间距可以为80-140mm。更为优选地，两个通孔的中心之间的间距可以为90-130mm。更为优选地，两个通孔的中心之间的间距可以为100-120mm。更为优选地，两个通孔的中心之间的间距可以为105-115mm。更为优选地，两个通孔的中心之间的间距可以为107-113mm。更为优选地，两个通孔的中心之间的间距可以为109-111mm。
在一些实施例中，第四通孔310-1和310-2上可以设置有观察件218。因为晶体的生长周期过长，可以达到5-40天。在温场装置200上方设置可供观到内部情况的器件，用户(例如，工厂工人)通过该器件可以查看晶体的生长情况。若发现异常情况，可以进行及时的补救。
图14是根据本申请的一些实施例所示的观察件218的示意图。
观察件218可以是一端封闭，一端开口的管状器件。观察件218可以包括第一部410。第一部410与第一盖板210的第四通孔310-1/310-2尺寸匹配，可以实现观察件218与第一盖板210的连接，例如，铆接、螺纹连接等。同时，第一部410的下端是开口的，在连接后实现了观察件218的内部腔室与第四通孔310-1/310-2的连接。基于匹配的第四通孔310-1/310-2的直径大小，第一部410的直径可以为15-30mm。较为优选地，第一部410的直径可以是18-27mm。更为优选地，第一部410的直径可以是20-25mm。更为优选地，第一部410的直径可以是21-24mm。更为优选地，第一部410的直径可以是22-23mm。观察件218还可以包括第七通孔420。第七通孔420可以设置于观察件218的第二部430上的任意位置，并与观察件218的内部腔室连通。在观察件218与第四通孔310-1/310-2连接后，第七通孔420可以用于实现气体通过的功能。在一些实施例中，第七通孔420的直径可以是3-10mm。较为优选地，第七通孔420的直径可以是4-9mm。更为优选地，第七通孔420的直径可以是5-8mm。更为优选地，第七通孔420的直径可以是6-7mm。第二部430是观察件218与第四通孔310-1/310-2连接后，突出在第一盖板210外部的部分，其高度可以为50-100mm。较为优选地，第二部430的高度可以为60-90mm。优选地，更为第二部430的高度可以为70-80mm。更为优选地，第二部430的高度可以为71-79mm。更为优选地，第二部430的高度可以为72-78mm。更为优选地，第二部430的高度可以为73-77mm。更为优选地，第二部430的高度可以为74-76mm。在一些实施例中，第二部430的直径可以是26-66mm。较为优选地，第二部430的直径可以是30-60mm。更为优选地，第二部430的直径可以是35-55mm。更为优选地，第二部430的直径可以是40-50mm。更为优选地，第二部430的直径可以是41-49mm。更为优选地，第二部430的直径可以是42-48mm。更为优选地，第二部430的直径可以是43-47mm。更为优选地，第二部430的直径可以是44-46mm。观察件218上还设置有观察窗440。观察窗440设置于观察件218的顶部，由透明的材料制成，比如石英、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚苯乙烯(ps)、聚碳酸脂(pc)等。用户(例如，工厂工人)可以透过观察窗440了解温场装置100的内部情况。
同样，为了减少温场装置200内部从上方散发的热辐射，第一盖板210同样可以设置有循环冷却介质通路。返回参考图13，如图13所示，第一盖板210可以包括冷却介质通道320。达到冷却介质目的所用的方式可以是液冷、风冷、气冷或其他能达到冷却的方式。当使用液冷时，冷却介质通道320中流通有冷却介质，可以包括水、乙醇、乙二醇、异丙醇、正己烷等或其任意组合，例如，可以是水和乙醇的50∶50的混合液。所述冷却介质通过冷却介质入口330-1和/或330-2流入设置在第一盖板210内部的循环冷却介质通路340-1、340-2和340-3。冷却介质在流动过程中吸收从温场装置200内部发散的热量后，可以从冷却介质出口330-3流出。流出的冷却介质经过其他通道可以重新返回冷却介质通道320，并进行下一次循环。在一些实施例中，循环冷却介质通路340-1、340-2和340-3的直径可以是5-25mm。较为优选地，循环冷却介质通路340-1、340-2和340-3的直径可以是10-20mm。更为优选地，循环冷却介质通路340-1、340-2和340-3的直径可以是11-19mm。更为优选地，循环冷却介质通路340-1、340-2和340-3的直径可以是12-18mm。更为优选地，循环冷却介质通路340-1、340-2和340-3的直径可以是13-17mm。更为优选地，循环冷却介质通路340-1、340-2和340-3的直径可以是14-15mm。
在一些实施例中，第一盖板210上还设置有第五通孔350。例如，使用上提拉法生长晶体时，可以在第一盖板210上开设一个供提拉杆进出温场装置200的通道，即第五通孔350。第五通孔350可以设置于第一盖板210的中心位置。而基于进出的提拉杆的大小，第五通孔350的大小可以随之改变。在一些实施例中，第五通孔350的形状可以是任意的，例如，圆形、方形、矩形、菱形、正三角形等规则形状或其他任意不规则形状。在一些实施例中，第五通孔350的面积可以是100-3000mm2。较为优选地，第五通孔350的面积可以是200-2900mm2。更为优选地，第五通孔350的面积可以是300-2800mm2。更为优选地，第五通孔350的面积可以是400-2700mm2。更为优选地，第五通孔350的面积可以是500-2600mm2。更为优选地，第五通孔350的面积可以是600-2500mm2。更为优选地，第五通孔350的面积可以是700-2400mm2。更为优选地，第五通孔350的面积可以是800-2300mm2。更为优选地，第五通孔350的面积可以是900-2200mm2。更为优选地，第五通孔350的面积可以是1000-2100mm2。更为优选地，第五通孔350的面积可以是1100-2000mm2。更为优选地，第五通孔350的面积可以是1200-1900mm2。更为优选地，第五通孔350的面积可以是1300-1800mm2。更为优选地，第五通孔350的面积可以是1400-1700mm2。更为优选地，第五通孔350的面积可以是1500-1600mm2。当第五通孔350为圆形通孔时，其直径可以是25-30mm。较为优选地，其直径可以是26-29mm。更为优选地，其直径可以是27-28mm。
第二盖板212设置于第一筒204的内部，覆盖于第二筒206靠近第一盖板210的开口端，同时通过焊接、铆接、螺栓、粘接等方式连接第二筒206。在一些实施例中，第二盖板212可以由隔热性能良好的材料制成，以达到保温、隔热的作用。第二盖板212可以是氧化铝板、氧化锆板、陶瓷板、金属板等，或其他耐高温材料比如稀土金属的硼化物、碳化物、氮化物、硅化物、磷化物和硫化物等制成的板。在一些实施例中，第二盖板212的直径由第一筒204的内径决定。第二盖板212可以与第一筒204的内壁完全贴合。因为完全覆盖了第二筒206的一端，这样可以防止第一筒204和第二筒206之间填装的填充体208掉落出来，污染埚214中的反应物料。由于设置了第二盖板212，为了从外部清晰的得到温场装置200的内部情况，第二盖板212上同样可以开设有对应于第一盖板210上的通孔(例如，第四通孔310-1/310-2、第五通孔350)的通孔(在本申请中可以被称为第六通孔)。第六通孔具有与第四通孔和第五通孔相同的旋转中轴线，即，沿第四通孔和第五通孔的旋转中轴线往下到达第二盖板212上的位置开设有第六通孔。在一些实施例中，对应于第四通孔310-1/310-2开设的第六通孔的直径可以是8-15mm。较为优选地，对应于第四通孔310-1/310-2开设的第六通孔的直径可以是9-14mm。更为优选地，对应于第四通孔310-1/310-2开设的第六通孔的直径可以是10-13mm。更为优选地，对应于第四通孔310-1/310-2开设的第六通孔的直径可以是11-12mm。对应于第四通孔310-1/310-2开设的第六通孔的旋转中轴线可以与水平面的垂直线成3-20度。较为优选地，对应于第四通孔310-1/310-2开设的第六通孔的旋转中轴线可以与水平面的垂直线成5-18度夹角。更为优选地，对应于第四通孔310-1/310-2开设的第六通孔的旋转中轴线可以与水平面的垂直线成7-15度夹角。更为优选地，对应于第四通孔310-1/310-2开设的第六通孔的旋转中轴线可以与水平面的垂直线成9-13度夹角。更为优选地，对应于第四通孔310-1/310-2开设的第六通孔的旋转中轴线可以与水平面的垂直线成11-12度夹角。对应于第四通孔310-1/310-2开设的第六通孔的中心之间的间距可以是50-140mm。较为优选地，对应于第四通孔310-1/310-2开设的第六通孔的中心之间的间距可以是60-130mm。更为优选地，对应于第四通孔310-1/310-2开设的第六通孔的中心之间的间距可以是70-120mm。更为优选地，对应于第四通孔310-1/310-2开设的第六通孔的中心之间的间距可以是80-110mm。更为优选地，对应于第四通孔310-1/310-2开设的第六通孔的中心之间的间距可以是90-100mm。更为优选地，对应于第四通孔310-1/310-2开设的第六通孔的中心之间的间距可以是91-99mm。更为优选地，对应于第四通孔310-1/310-2开设的第六通孔的中心之间的间距可以是92-98mm。更为优选地，对应于第四通孔310-1/310-2开设的第六通孔的中心之间的间距可以是93-97mm。更为优选地，对应于第四通孔310-1/310-2开设的第六通孔的中心之间的间距可以是94-96mm。在一些实施例中，对应于第五通孔开设的第六通孔的直径可以为10-150mm。较为优选地，对应于第五通孔开设的第六通孔的直径可以为20-140mm。更为优选地，对应于第五通孔开设的第六通孔的直径可以为30-130mm。更为优选地，对应于第五通孔开设的第六通孔的直径可以为40-120mm。更为优选地，对应于第五通孔开设的第六通孔的直径可以为40-110mm。更为优选地，对应于第五通孔开设的第六通孔的直径可以为60-100mm。更为优选地，对应于第五通孔开设的第六通孔的直径可以为70-90mm。更为优选地，对应于第五通孔开设的第六通孔的直径可以为75-85mm。对应于第五通孔开设的第六通孔的直径大小，可以影响从其中散发热量的多少，进而影响整个温场装置200的温度梯度。因此，改变对应于第五通孔开设的第六通孔的直径大小，可以调节整个温场装置200的温度梯度。同时，通过第四通孔310-1/2及其对应的第六通孔处，可以使用自动加料机(图中未示出)自动向埚214中添加反应物料。这可以保持在整个晶体生长过程中，反应物料所产生的浓度梯度保持一致，有利于晶体生长的均匀性和一致性。
在一些实施例中，第二盖板212的厚度可以是20-35mm。较为优选地，第二盖板212的厚度可以是25-30mm。更为优选地，第二盖板212的厚度可以是26-29mm。更为优选地，第二盖板212的厚度可以是27-28mm。在一些实施例中，第二盖板212在温场装置200中的位置可以由第二筒206的长度，以及安装位置决定。当第二筒206足够长时，第二盖板212可以紧贴第一盖板210。第二盖板212也可以与第一盖板210保持有一定的距离。
密封圈220和压环222可以实现第一筒204和第一盖板210之间的密封。在一些实施例中，密封圈220可以用于设置在第一筒204和第一盖板210的连接处，其可以由具有一定弹性的材料制成，例如，硅胶或橡胶。密封圈220的内径可以略小于或等于第一筒214的外径，这样在安装密封圈220时有一个拉伸的效果，可以更加严密的封堵第一筒204和第一盖板210之间的缝隙。在一些实施例中，密封圈220的内径可以是170-440mm。较为优选地，密封圈220的内径可以是200-410mm。更为优选地，密封圈220的内径可以是250-350mm。更为优选地，密封圈220的内径可以是260-340mm。更为优选地，密封圈220的内径可以是270-330mm。更为优选地，密封圈220的内径可以是280-320mm。更为优选地，密封圈220的内径可以是290-310mm。密封圈220的线径可以是5-10mm。较为优选地，密封圈220的线径可以是6-9mm。更为优选地，密封圈220的线径可以是7-8mm。
压环222可以向密封圈220提供固定和压缩的作用。在一些实施例中，压环222的形状可以与第一筒204相匹配，且内径要略大于第一筒204的外径。这样，压环222可以套住第一筒204并且可以移动。压环222上可以设置有对应于第一盖板210上的螺纹孔。在安装时，密封圈220设置于压环222和第一盖板210之间，压环222可以通过螺纹连接第一盖板210，并对密封圈220造成压缩，使其与第一筒204和第一盖板210之间的缝隙的接触面变大并紧密接触，更好实现密封的目的。在一些实施例中，还可以配合其他物品实现密封，例如，真空脂。在安装密封圈220时可以为其涂抹上真空脂以进行更加彻底的密封。在一些实施例中，压环122和第一盖板110还可以通过卡扣连接。在一些实施例中，压环222的外径可以是200-500mm。较为优选地，压环222的外径可以是250-450mm。更为优选地，压环222的外径可以是300-400mm。更为优选地，压环222的外径可以是310-390mm。更为优选地，压环222的外径可以是320-380mm。更为优选地，压环222的外径可以是330-370mm。更为优选地，压环222的外径可以是340-360mm。更为优选地，压环222的外径可以是345-355mm。压环222的内径可以是190-460mm。较为优选地，压环222的内径可以是220-430mm。更为优选地，压环222的内径可以是250-400mm。优选地，压环222的内径可以是280-420mm。更为优选地，压环222的内径可以是300-400mm。优选地，压环222的内径可以是310-390mm。更为优选地，压环222的内径可以是310-390mm。优选地，压环222的内径可以是320-380mm。更为优选地，压环222的内径可以是330-370mm。优选地，压环222的内径可以是340-360mm。更为优选地，压环222的内径可以是345-355mm。压环222的厚度可以是8-15mm。较为优选地，压环222的厚度可以是10-13mm。更为优选地，压环222的厚度可以是11-12mm。
在一些实施例中，温场装置200还可以包括气体出入口224。气体出入口224可以设置在观察件218上，其大小可以与第七通孔420相契合，以形成突出于观察件218的通管。这样，可以方便地连接通气管和/或出气管，以对温场装置200的内部通入气体。
在一些实施例中，在生长晶体时可以应用温场装置200。生长晶体所需的原料在根据反应式进行称重和预处理(例如，高温烘焙、常温混料、等静压压制)后，可以放置于埚214内进行反应。不同晶体的生长条件不同，例如，需要不同的温度梯度。此时，可以改变填装于温场装置200内的填充体208(例如，填装于第二筒206内部的填充体208)的用量和松紧程度，以调节到所需要的温度梯度。例如，填充体208的用量，决定了埚214与感应线圈216的相对位置，继而决定了整个温场的发热中心。同时，填装的填充体208的紧致度高，保温效果越好，形成的温场的稳定性更好，更有利于晶体的生长。在确定填充体208的用量和松紧度后，装配其他部件进行密封。在装配好所有部件后，可以向温场装置200内部通入气体，以及启动辅助设备比如冷却循环泵，向底板202和第一盖板210中的循环冷却介质通路中通入冷却介质。然后，可以启动晶体生长设备(包括温场装置200)开始进行晶体生长。通入温场装置200内部的气体可以从一个或一个以上的第四通孔(例如，可以首先从一个或以上的气体出入口224)进入。排出温场装置200内部的气体可以其余的第四通孔(例如，可以最后从一个或以上的气体出入口224)排出，也可以从通入气体的第四通孔排出，还可以从第五通孔中排出。在经历籽晶预热、下种、缩颈、放肩、等径、收尾、降温、取晶等工艺后，晶体生长过程完成。
通过所述晶体生长装置可以实现以下有益效果：1、开放式炉膛设计生长高温氧化物多种类的单晶材料，如yag(钇铝石榴石)、lso(lutetiumoxyorthosilicate)等，解决了传统真空炉要抽高真空再充保护气体的麻烦，也提高了设备的安全性。2、通过称重装置测出的即时重量与设定的模型的即时重量相比较，并通过特定的算法，输出连续信号控制中频电源即时输出功率的大小，可以精确控制炉内温度的高低。3、简化了炉体结构，各部分需要维护维修的结构都可以快速拆装，减少制造及维护成本。4、提高设备运行精度及稳定性。5、解决开放式炉膛由于热量对流对称重信号稳定性的影响。
需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
此外，本领域技术人员可以理解，本申请的各方面可以通过若干具有可专利性的种类或情况进行说明和描述，包括任何新的和有用的工序、机器、产品或物质的组合，或对他们的任何新的和有用的改进。相应地，本申请的各个方面可以完全由硬件执行、可以完全由软件(包括固件、常驻软件、微码等)执行、也可以由硬件和软件组合执行。以上硬件或软件均可被称为“数据块”、“模块”、“引擎”、“单元”、“组件”或“系统”。此外，本申请的各方面可能表现为位于一个或多个计算机可读介质中的计算机产品，该产品包括计算机可读程序编码。
计算机存储介质可能包含一个内含有计算机程序编码的传播数据信号，例如在基带上或作为载波的一部分。该传播信号可能有多种表现形式，包括电磁形式、光形式等，或合适的组合形式。计算机存储介质可以是除计算机可读存储介质之外的任何计算机可读介质，该介质可以通过连接至一个指令执行系统、装置或设备以实现通讯、传播或传输供使用的程序。位于计算机存储介质上的程序编码可以通过任何合适的介质进行传播，包括无线电、电缆、光纤电缆、rf、或类似介质，或任何上述介质的组合。
本申请各部分操作所需的计算机程序编码可以用任意一种或多种程序语言编写，包括面向对象编程语言如java、scala、smalltalk、eiffel、jade、emerald、c++、c#、vb.net、python等，常规程序化编程语言如c语言、visualbasic、fortran2003、perl、cobol2002、php、abap，动态编程语言如python、ruby和groovy，或其他编程语言等。该程序编码可以完全在用户计算机上运行、或作为独立的软件包在用户计算机上运行、或部分在用户计算机上运行部分在远程计算机运行、或完全在远程计算机或服务器上运行。在后种情况下，远程计算机可以通过任何网络形式与用户计算机连接，比如局域网(lan)或广域网(wan)，或连接至外部计算机(例如通过因特网)，或在云计算环境中，或作为服务使用如软件即服务(saas)。
此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地，本申请的实施例不仅限于本申请明确介绍和描述的实施例。
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