一种高压单晶炉内防止热电偶被腐蚀或熔断的结构的制作方法

本发明属于半导体材料制备技术领域，涉及一种高压单晶炉内防止热电偶被腐蚀或熔断的结构。

背景技术：

在温度测量中，热电偶的应用极为广泛，它具有结构简单、制造方便、测量范围广、精度高、惯性小和输出信号便于远传等许多优点，另外，由于热电偶是一种无源传感器，测量时不需外加电源，使用十分方便，所以常被用作测量炉子、管道内的气体或液体的温度及固体的表面温度。

在利用高压单晶炉进行晶体合成时，为了更好的了解不同的温度参数下，所得到晶体的数据差异性，经常需要运用热电偶进行温度监控，而目前的高压单晶炉内的热电偶设备，其导热组件经常是与坩埚内部的结晶液体直接接触的，考虑到有些液体含有一定的腐蚀性，在使用一端时间后，由于热电偶导热组件受到腐蚀后，又因为单晶炉体的温度不断升高后，很容易导致热电偶的导热组件被熔断，影响正常的温度监控，增加了实验时设备损耗的成本，并且坩埚中的液体在受到加热结晶的过程中，没有配套的搅拌结构，导致其受热不均，结晶速度慢，影响整体的实验质量和效率，必须设计一种高压单晶炉内防止热电偶被腐蚀或熔断的结构来解决此类问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高压单晶炉内防止热电偶被腐蚀或熔断的结构，解决现有技术存在的问题：热电偶导热组件受到腐蚀后，又因为单晶炉体的温度不断升高后，很容易导致热电偶的导热组件被熔断，并且缺少配套的搅拌结构，导致其受热不均，结晶速度慢，影响整体的实验质量和效率。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高压单晶炉内防止热电偶被腐蚀或熔断的结构，包括单晶炉本体，所述单晶炉本体顶端的开口中螺纹连接有炉盖，所述单晶炉本体内壁的底端固定设置有加热组件，且加热组件的顶端设置有坩埚本体，所述坩埚本体的两端通过卡接结构固定在单晶炉本体的内壁上，所述坩埚本体内壁的底端固定连接有传热管，所述炉盖的顶侧壁上设置有圆形孔，所述传热管的顶端通过圆形孔延伸出炉盖上方设置，所述传热管的底端与坩埚本体成一体化设置，且所述传热管中盛装有水，所述传热管底端的外壁上转动连接有转动齿轮一，所述转动齿轮一底端的外壁上对称固定连接有若干个捣动杆，且所述炉盖顶端的侧壁上固定连接有支架二，所述支架二一端的底侧壁上转动连接有主动齿杆，所述主动齿杆的底端固定连接有扇叶，所述主动齿杆的一侧通过链条传动连接有动力传导装置，所述炉盖远离支架二一端的顶侧壁上固定连接有热电偶测量仪，所述热电偶测量仪的一端连接有数据传输线，所述数据传输线远离热电偶测量仪的一端固定连接有热电偶传热杆，所述热电偶传热杆插接在传热管内部，所述炉盖远离热电偶测量仪一侧的顶端固定设置有进料组件，所述单晶炉本体的底端固定连接有底板一，所述底板一的底端固定连接有支撑底脚，所述单晶炉本体的一侧壁上固定安装有调节开关，所述调节开关远离单晶炉本体的一端连接有电源线。

优选的，所述加热组件包括加热底座，所述加热底座的顶端固定连接有加热盘，所述加热盘的内部设置有加热电阻丝。

优选的，所述卡接结构包括对称固定连接在单晶炉本体内壁上的两个支架一，所述坩埚本体两端的外壁上对称固定连接有两个坩埚支杆，所述坩埚支杆卡接在相邻的支架一顶侧壁上的卡槽中。

优选的，所述动力传导装置包括转动杆，所述转动杆通过轴承转动连接在炉盖的侧壁上，所述转动杆的顶端固定连接有从动齿杆，所述主动齿杆与从动齿杆之间借助链条连接，所述从动齿杆的底端延伸至单晶炉本体的内部设置，且所述从动齿杆的底端固定连接有传动齿轮，所述传动齿轮与转动齿轮一相啮合。

优选的，所述进料组件包括进料管，所述进料管与炉盖的侧壁螺纹连接，所述进料管的顶端固定连接有料斗，所述进料管底端的侧壁上设置有出料口，所述料斗的外壁对称固定连接有若干个拨杆。

优选的，所述炉盖两端的外壁上对称固定连接有两个把手，且所述单晶炉本体的侧壁上设置有钢化玻璃组成的观察窗。

优选的，所述坩埚本体、传热管、捣动杆主体均为石墨材料制成。

本发明的有益效果是：

1.区别于传统的将热电偶导热组件插入到坩埚的结晶液体中，避免导热组件直接与结晶液体接触，从而能够有效防止导热组件受到结晶液体的腐蚀，并且本结构中传热管的底端是与坩埚本体成一体化设置的，在加热结晶过程中，传热管和坩埚本体内部所受到的热量几乎相同，从而能够保证导热组件在不受到腐蚀的前提下，仍然能够对坩埚本体内部的受热温度进行精准测量，让实验人员能够对结晶过程中的温度变化有一个直观的了解；

2.利用受热后，借助传热管中液体蒸发后产生的蒸汽，利用蒸汽作为动力来源，促使扇叶转动后，通过动力传导装置将力传导给捣动杆，使得在温度达到一定数值后，捣动杆能够产生转动，对坩埚本体内的结晶液体进行搅动，使得液体能够得到均匀受热，提升整体的结晶效率。

附图说明

图1为本发明提出的一种高压单晶炉内防止热电偶被腐蚀或熔断的结构的正面结构示意图；

图2为炉盖、传热管、转动齿轮一、捣动杆、支架二、扇叶、转动杆、传动齿轮、热电偶传热杆的结构细节图；

图3为图1中a结构放大图；

图4为传热管、支架二、扇叶、转动杆、主动齿杆、从动齿杆、链条、热电偶传热杆的结构细节图；

图5为进料管、料斗、拨杆、出料口结构的正面剖视图；

图6为单晶炉本体、传热管、转动杆、传动齿轮的结构俯视图。

图中：1单晶炉本体、2炉盖、3底板一、4支撑底脚、5调节开关、6电源线、7加热底座、8加热盘、9进料管、10料斗、11坩埚本体、12坩埚支杆、13支架一、14传热管、15转动齿轮一、16捣动杆、17支架二、18扇叶、19转动杆、20传动齿轮、21主动齿杆、22从动齿杆、23链条、24热电偶测量仪、25数据传输线、26热电偶传热杆、27把手、28拨杆、29出料口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-6，一种高压单晶炉内防止热电偶被腐蚀或熔断的结构，包括单晶炉本体1，单晶炉本体1顶端的开口中螺纹连接有炉盖2，利用炉盖2，对单晶炉本体1内部实现一个较为密封的环境，同时后期可以更加快捷的将炉盖2打开，对单晶炉本体1内部进行定期清理，单晶炉本体1内壁的底端固定设置有加热组件，且加热组件的顶端设置有坩埚本体11，加热组件包括加热底座7，加热底座7的顶端固定连接有加热盘8，加热盘8的内部设置有加热电阻丝，当加热盘8通电后，对坩埚本体11进行传热，方便对坩埚本体11中的液体进行加热结晶，坩埚本体11的两端通过卡接结构固定在单晶炉本体1的内壁上，卡接结构包括对称固定连接在单晶炉本体1内壁上的两个支架一13，坩埚本体11两端的外壁上对称固定连接有两个坩埚支杆12，坩埚支杆12卡接在相邻的支架一13顶侧壁上的卡槽中，实现将坩埚本体11很好的固定在单晶炉本体1内部，后期取出时，只需要将坩埚支杆12从支架一13的卡槽中抽出即可，十分的方便，坩埚本体11内壁的底端固定连接有传热管14，炉盖2的顶侧壁上设置有圆形孔，传热管14的顶端通过圆形孔延伸出炉盖2上方设置，传热管14的底端与坩埚本体11成一体化设置，便于传热管14余坩埚本体11的受热程度达到一致，防止温度出现差异性，且传热管14中盛装有水，传热管14底端的外壁上转动连接有转动齿轮一15，转动齿轮一15底端的外壁上对称固定连接有若干个捣动杆16，利用捣动杆16转动后，对坩埚本体11中的液体进行搅拌，且炉盖2顶端的侧壁上固定连接有支架二17，支架二17一端的底侧壁上转动连接有主动齿杆21，主动齿杆21的底端固定连接有扇叶18，主动齿杆21的一侧通过链条23传动连接有动力传导装置，动力传导装置包括转动杆19，转动杆19通过轴承转动连接在炉盖2的侧壁上，转动杆19的顶端固定连接有从动齿杆22，主动齿杆21与从动齿杆22之间借助链条23连接，从动齿杆22的底端延伸至单晶炉本体1的内部设置，且从动齿杆22的底端固定连接有传动齿轮20，传动齿轮20与转动齿轮一15相啮合，当传热管14中的液体受热后，产生蒸汽，蒸汽上升过程中，对扇叶18产生驱动力，促使扇叶18转动后，使得主动齿杆21带动链条23运转，从而带动从动齿杆22转动后，利用转动杆19底端的传动齿轮20与转动齿轮一15啮合，使得捣动杆16产生转动后，对坩埚本体11中的结晶液体进行搅拌，炉盖2远离支架二17一端的顶侧壁上固定连接有热电偶测量仪24，热电偶测量仪24的一端连接有数据传输线25，数据传输线25远离热电偶测量仪24的一端固定连接有热电偶传热杆26，热电偶传热杆26插接在传热管14内部，对传热管14内部的液体进行和传热管14的内壁进行测温，炉盖2远离热电偶测量仪24一侧的顶端固定设置有进料组件，进料组件包括进料管9，进料管9与炉盖2的侧壁螺纹连接，进料管9的顶端固定连接有料斗10，进料管9底端的侧壁上设置有出料口29，料斗10的外壁对称固定连接有若干个拨杆28，方便握住拨杆28后，转动进料管9，使得出料口29逐渐下移到炉盖2的下方，并且进料管9缓慢向下移动后，将需要结晶的液体从料斗10中导入到进料管9中，并且通过出料口29流入到坩埚本体11中等待后续的结晶加工，单晶炉本体1的底端固定连接有底板一3，底板一3的底端固定连接有支撑底脚4，单晶炉本体1的一侧壁上固定安装有调节开关5，调节开关5远离单晶炉本体1的一端连接有电源线6，方便对结晶的温度进行掌控，炉盖2两端的外壁上对称固定连接有两个把手27，且单晶炉本体1的侧壁上设置有钢化玻璃组成的观察窗，坩埚本体11、传热管14、捣动杆16主体均为石墨材料制成，因为石墨材料具有很强的导热性，并且能够承受忽冷忽热的温度变化。

本发明中，在使用该结构时，将坩埚本体11两端的坩埚支杆12卡接在支架一13的卡槽中，以完成对坩埚本体11的固定，然后将炉盖2通过螺纹连接的方式固定在单晶炉本体1的顶端，随之通过握住拨杆28，转动进料管9，使得进料管9底端的出料口29逐渐从炉盖2的侧壁中露出，当进料管9的底端延伸到坩埚本体11的上方后，将需要结晶的液体从料斗10开口处导入到进料管9中，液体从而得以通过出料口29流出后进入到坩埚本体11中，利用调节开关5启动加热盘8通电后，使得加热盘8逐渐升温，将热量传递给传热管14和坩埚本体11，然后将水导入到传热管14内部，并且将热电偶传热杆26插入到传热管14内部，当温度进一步升高后，传热管14中的液体和坩埚本体11中的液体受到同步加热后，热电偶传热杆26和传热管14中的液体接触，并且也同时与传热管14的内壁相接触，同时可以更好的对坩埚本体11内部的结晶液体的温度进行实时监控，并且当传热管14中的液体得到加热后产生蒸汽，蒸汽上扬过程中，对扇叶18产生驱动力，促使扇叶18转动后带动主动齿杆21转动，主动齿杆21转动后，利用链条23带动从动齿杆22转动后，带动转动杆19转动后传动与转动齿轮一15，随后使得捣动杆16转动后，对坩埚本体11中的液体进行搅拌，使得其能够得到均匀受热，加快其结晶的速率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。