一种碳化硅立式感应合成炉用坩埚旋转装置的制作方法

1.本发明属于坩埚技术领域，具体的说是一种碳化硅立式感应合成炉用坩埚旋转装置。


背景技术：

2.立式感应合成炉主要是应用中频感应加热方式，以摩尔比配比的高纯碳粉和高纯硅粉、以及一定量的高纯添加剂均匀混合，装在高纯石墨坩埚内，并在洁净环境中，充入高纯氩气、氮气、氢气和其他气体，以设定的步骤，逐步完成升温、保温、置换氩气、氮气、氢气或其他气氛气体，降温等过程，使碳粉和硅粉合成为高纯碳化硅原料的设备。
3.目前，在相关技术中也出现了一些关于坩埚的技术方案，如申请号为公开号为cn108796610a的一项中国专利公开了一种碳化硅晶体生长过程中调节和旋转坩埚的装置及方法，用以采用物理气相传输方法生长碳化硅单晶的坩埚，裹绕所述坩埚的保温层，位于所述保温层外侧的感应线圈，载置有所述坩埚的底座，通过石墨杆和第一连接杆与所述底座连接并将所述坩埚调平居中的调节装置，和连接至所述调节装置的晶体生长设备的传递装置。
4.但目前的坩埚在借助旋转装置对物料进行旋转混合后，需要将物料从坩埚内排出，由于物料自身为粘稠状，此时可能会有部分的物料残留在坩埚的内壁上，导致残留的物料上无法被排出，因此，本发明提供一种碳化硅立式感应合成炉用坩埚旋转装置。


技术实现要素：

5.为了弥补现有技术的不足，解决背景技术中所提出的至少一个技术问题。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种碳化硅立式感应合成炉用坩埚旋转装置，包括炉体和坩埚本体；所述炉体的内壁底端设置有驱动装置，所述驱动装置的顶端设置有转杆，所述坩埚本体的内壁底面设有与转杆配合的传动机构，所述坩埚本体的底端面固定连接有连接块，所述转杆穿过连接块，所述传动机构上设有丝杆，所述丝杆表面螺纹连接有清理环，所述清理环的底端面固定连接有一组连接板，所述连接板远离坩埚本体的一侧固定连接有弧形清理板；先将物料输送进坩埚本体内进行混合，之后坩埚本体内的物料进行混合排出后，通过借助驱动装置带动传动机构进行转动，此时传动机构会带动丝杆进行转动，此时清理环会向下进行移动，同时清理板和连接板会对坩埚本体的内壁上残留的物料进行刮除，将物料刮除后可以充分回收利用，同时减少物料粘连在内壁上难以清理的情况。
7.优选的，所述转杆的表面开设有矩形槽，所述传动机构包括圆柱，所述丝杆与圆柱的顶端固定连接，且圆柱的底面开设有圆腔，所述转杆套在圆腔内，所述圆柱和连接块内均开设有与矩形槽连通的空腔，所述空腔远离矩形槽的一侧固定连接有第二电磁铁，所述空腔的内壁滑动连接有金属制成的卡块，所述矩形槽内滑动连接有金属制成的滑块，所述矩形槽的内底面固定连接有第一电磁铁，所述滑块靠近空腔的一侧开设有卡槽，所述卡槽与
卡块的内壁能够相互卡合，所述第二电磁铁与卡块之间固定连接有弹性绳，所述滑块与第一电磁铁之间固定连接有复位弹簧；所述金属制成的卡块可以为铁制成，当需要对坩埚本体进行转动时，通过关闭圆柱空腔内的第二电磁铁，此时弹性绳会拉动圆柱空腔内的卡块进行复位，同时滑块会因为重力的原因向下滑动，并且在复位弹簧处与稳定状态后，滑块会移动到连接块空腔内的卡块处，之后通过启动连接块空腔内的第二电磁铁，此时卡块会因为第二电磁铁的推力与卡槽卡接，之后启动转杆可以带动坩埚本体进行转动，当需要对圆柱进行转动时，关闭连接块空腔内的第二电磁铁，使卡块借助弹性绳进行复位，之后启动第一电磁铁，使得第一电磁铁将滑块上的卡槽推动到圆柱空腔的卡块处，之后启动圆柱空腔内的第二电磁铁，使得卡块与卡槽卡接，之后启动转杆可以带动圆柱进行转动，通过借助转杆可以同时带动坩埚本体和圆柱进行转动，加上同时圆柱的动力结构与转杆一体化，减少坩埚本体内的高温对动力结构的影响，并使圆柱和转杆可以用一个动力源驱动装置，起到了节约动力源的作用。
8.优选的，所述清理板靠近清理环的一侧固定连接有第一磁块，所述坩埚本体的内侧壁均匀固定连接有多组与第一磁块相斥的第二磁块；当清理板向下进行移动的过程中，第一磁块会与第二磁块进行相斥，从而使清理板进行抖动，进而达到让物料更好从清理板上脱离的作用。
9.优选的，所述连接板和清理板为铜制成；通过铜制成的连接板可以让连接板与坩埚本体内壁进行摩擦时产生热量，并且热量会传递到清理板上，此时加热的清理板和连接板会将坩埚本体内壁因为温度降低后凝结的物料清理掉，同时在连接板和清理板进行加热时，也可避免会有残留的物体进行凝结在其自身上。
10.优选的，所述清理环的分为两段，且清理环靠近坩埚本体的一段为遇热膨胀材料制成的膨胀块；所述膨胀块可以为遇热膨胀的记忆金属条，当需要对坩埚本体的内壁进行清理时，膨胀块在炉内高温的作用下处于膨胀状态并与坩埚本体内壁相贴合，从而使清理板与坩埚本体的内壁贴合，当膨胀块移动到坩埚本体的底端处后，让炉体不再对坩埚本体进行加热，之后膨胀块冷却后带动清理板不再与坩埚本体的内壁相接触，之后清理环进行上升时，清理板不与坩埚本体的内壁摩擦，同时也可以减小转杆的动力节约电力。
11.优选的，所述坩埚本体的内壁开设有一组凹槽，所述凹槽的内壁固定连接有薄膜，所述薄膜的内部贯穿开设有收缩孔，所述凹槽内滑动连接有推板，所述凹槽与推板之间固定连接有驱动弹簧，所述凹槽的顶端面连通有与坩埚本体外部连通的进气孔，所述推板与薄膜之间储存有冷却液，所述薄膜采用耐高温的橡胶材料制成；当膨胀块借助丝杆向下移动到凹槽处时，借助外界气源对进凹槽内充气，使得推板受到空气的压力推动推板，此时推板会推动薄膜与推板之间的冷却液，此时薄膜上的收缩孔会因为压力打开，从而使冷却液喷到膨胀块上，进而达到加快膨胀块冷却速度的作用。
12.优选的，所述坩埚本体的内部开设有与凹槽连通的滑槽，所述滑槽的内壁滑动连接有的隔热板，所述隔热板位于滑槽内的部位为金属制成，所述滑槽的内顶面固定连接有第三电磁铁；当凹槽内的冷却液需要喷出时，启动第三电磁铁，使得第三电磁铁吸动隔热板，之后再将冷却液喷出，在冷却液不需要使用时，关闭第三电磁铁，使得隔热板向下滑动对冷却液进行阻挡隔热，减小坩埚本体内的温度过高冷却液容易被蒸发。
13.优选的，所述坩埚本体的内壁对称固定连接有一组弧形导流板；当坩埚本体内壁
的物料被刮除后，物料会顺着导流板流入导流板的最低端，并通过其最低端设置的出料结构流出，避免被清理的物料直接落在坩埚本体的内底面会有残留，并且导流板可以对清理环进行限位，使得膨胀块可以更稳定的移动到凹槽处。
14.优选的，所述圆柱的外侧壁固定连接有一组钢丝线，所述钢丝线的另一端固定连接有圆球，所述导流板的顶端面固定连接有“u”字形固定块；当物料在导流板上进行流动时，物料会从固定块的内壁处流过，之后当丝杆进行转动时，钢丝线会带动圆球进行摆动，此时圆球会对导流板进行撞击，从而使导流板进行震动，进而达到让导流板上的物料更好进行滑落的作用，并且因为固定块的与导流板的连接处比较薄，从而可以加强固定块的震动效果。
15.优选的，所述丝杆的表面固定连接有一组弧形辅助杆，当丝杆进行转动时，辅助杆会跟随丝杆一起进行转动，从而使辅助杆对坩埚本体内的物料进行搅拌进行搅拌，从而提高坩埚本体内的物料混合效果。
16.本发明的有益效果如下：
17.1.本发明提供一种碳化硅立式感应合成炉用坩埚旋转装置，通过将物料输送进坩埚本体内进行混合，之后坩埚本体内的物料进行混合排出后，通过借助驱动装置带动传动机构进行转动，此时传动机构会带动丝杆进行转动，此时清理环会向下进行移动，同时清理板和连接板会对坩埚本体的内壁上残留的物料进行刮除，将物料刮除后可以充分回收利用，同时减少物料粘连在内壁上难以清理的情况。
18.2.本发明提供一种碳化硅立式感应合成炉用坩埚旋转装置，当通过借助转杆可以同时带动坩埚本体和圆柱进行转动，加上同时圆柱的动力结构与转杆一体化，减少坩埚本体内的高温对动力结构的影响，并使圆柱和转杆可以用一个动力源驱动装置，起到了节约动力源的作用。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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它的附图。
20.下面结合附图对本发明作进一步说明。
21.图1是本发明炉体的立体示意图；
22.图2是本发明炉体的局部剖视图；
23.图3是图2中a处的放大图；
24.图4是图2中b处的放大图；
25.图5是图2中c处的放大图；
26.图6是本发明固定块的主视图；
27.图7是本实施例二中辅助杆的主视图；
28.图中：1、炉体；2、坩埚本体；4、转杆；5、连接块；6、圆柱；7、丝杆；8、清理环；9、清理板；10、连接板；11、第一磁块；12、膨胀块；13、第二磁块；14、矩形槽；15、滑块；16、第一电磁铁；17、卡块；18、第二电磁铁；19、空腔；20、薄膜；21、滑槽；22、隔热板；23、驱动弹簧；24、进
气孔；25、第三电磁铁；26、导流板；27、钢丝线；28、圆球；29、固定块；30、凹槽；31、辅助杆；32、推板。
具体实施方式
29.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
30.实施例一：
31.请参阅图1-图4所示，本发明实施例所述的一种碳化硅立式感应合成炉用坩埚旋转装置，包括炉体1和坩埚本体2；所述炉体1的内壁底端设置有驱动装置，所述驱动装置的顶端设置有转杆4，所述坩埚本体2的内壁底面设有与转杆4配合的传动机构，所述坩埚本体2的底端面固定连接有连接块5，所述转杆4穿过连接块5，所述传动机构上设有丝杆7，所述丝杆7表面螺纹连接有清理环8，所述清理环8的底端面固定连接有一组连接板10，所述连接板10远离坩埚本体2的一侧固定连接有弧形清理板9；目前的坩埚在借助旋转装置对物料进行旋转混合后，需要将物料从坩埚内排出，由于物料自身为粘稠状，此时可能会有部分的物料残留在坩埚的内壁上，导致残留的物料上无法被排出，工作时，先将物料输送进坩埚本体2内进行混合，之后坩埚本体2内的物料进行混合排出后，通过借助驱动装置带动传动机构进行转动，此时传动机构会带动丝杆7进行转动，此时清理环8会向下进行移动，同时清理板9和连接板10会对坩埚本体2的内壁上残留的物料进行刮除，将物料刮除后可以充分回收利用，同时减少物料粘连在内壁上难以清理的情况。
32.所述转杆4的表面开设有矩形槽14，所述传动机构包括圆柱6，所述丝杆7与圆柱6的顶端固定连接，且圆柱6的底面开设有圆腔，所述转杆4套在圆腔内，所述圆柱6和连接块5内均开设有与矩形槽14连通的空腔19，所述空腔19远离矩形槽14的一侧固定连接有第二电磁铁18，所述空腔19的内壁滑动连接有金属制成的卡块17，所述矩形槽14内滑动连接有金属制成的滑块15，所述矩形槽14的内底面固定连接有第一电磁铁16，所述滑块15靠近空腔19的一侧开设有卡槽，所述卡槽与卡块17的内壁能够相互卡合，所述第二电磁铁18与卡块17之间固定连接有弹性绳，所述滑块15与第一电磁铁16之间固定连接有复位弹簧；所述金属制成的卡块17可以为铁制成，工作时，当需要对坩埚本体2进行转动时，通过关闭圆柱6空腔19内的第二电磁铁18，此时弹性绳会拉动圆柱6空腔19内的卡块17进行复位，同时滑块15会因为重力的原因向下滑动，并且在复位弹簧处与稳定状态后，滑块15会移动到连接块5空腔19内的卡块17处，之后通过启动连接块5空腔19内的第二电磁铁18，此时卡块17会因为第二电磁铁18的推力与卡槽卡接，之后启动转杆4可以带动坩埚本体2进行转动，当需要对圆柱6进行转动时，关闭连接块5空腔19内的第二电磁铁18，使卡块17借助弹性绳进行复位，之后启动第一电磁铁16，使得第一电磁铁16将滑块15上的卡槽推动到圆柱6空腔19的卡块17处，之后启动圆柱6空腔19内的第二电磁铁18，使得卡块17与卡槽卡接，之后启动转杆4可以带动圆柱6进行转动，通过借助转杆4可以同时带动坩埚本体2和圆柱6进行转动，加上同时圆柱6的动力结构与转杆4一体化，减少坩埚本体2内的高温对动力结构的影响，并使圆柱6和转杆4可以用一个动力源驱动装置，起到了节约动力源的作用。
33.所述清理板9靠近清理环8的一侧固定连接有第一磁块11，所述坩埚本体2的内侧壁均匀固定连接有多组与第一磁块11相斥的第二磁块13；工作时，当清理板9向下进行移动的过程中，第一磁块11会与第二磁块13进行相斥，从而使清理板9进行抖动，进而达到让物料更好从清理板9上脱离的作用。
34.所述连接板10和清理板9为铜制成；工作时，通过铜制成的连接板10可以让连接板10与坩埚本体2内壁进行摩擦时产生热量，并且热量会传递到清理板上9，此时加热的清理板9和连接板10会将坩埚本体2内壁因为温度降低后凝结的物料清理掉，同时在连接板10和清理板9进行加热时，也可避免会有残留的物体进行凝结在其自身上。
35.所述清理环8的分为两段，且清理环8靠近坩埚本体2的一段为遇热膨胀材料制成的膨胀块12，所述膨胀块12可以为遇热膨胀的记忆金属条；工作时，当需要对坩埚本体2的内壁进行清理时，膨胀块12在炉内高温的作用下处于膨胀状态并与坩埚本体2内壁相贴合，从而使清理板9与坩埚本体2的内壁贴合，当膨胀块12移动到坩埚本体2的底端处后，让炉体1不再对坩埚本体2进行加热，之后膨胀块12冷却后带动清理板9不再与坩埚本体2的内壁相接触，之后清理环8进行上升时，清理板9不与坩埚本体2的内壁摩擦，同时也可以减小转杆4的动力节约电力。
36.如图5所示，所述坩埚本体2的内壁开设有一组凹槽30，所述凹槽30的内壁固定连接有薄膜20，所述薄膜20的内部贯穿开设有收缩孔，所述凹槽30内滑动连接有推板32，所述凹槽30与推板32之间固定连接有驱动弹簧23，所述凹槽30的顶端面连通有与坩埚本体2外部连通的进气孔24，所述推板32与薄膜20之间储存有冷却液，所述薄膜20采用耐高温的橡胶材料制成；工作时，当膨胀块12借助丝杆7向下移动到凹槽30处时，借助外界气源对进凹槽30内充气，使得推板32受到空气的压力推动推板32，此时推板32会推动薄膜20与推板32之间的冷却液，此时薄膜20上的收缩孔会因为压力打开，从而使冷却液喷到膨胀块12上，进而达到加快膨胀块12冷却速度的作用。
37.所述坩埚本体2的内部开设有与凹槽30连通的滑槽21，所述滑槽21的内壁滑动连接有的隔热板22，所述隔热板22位于滑槽21内的部位为金属制成，所述滑槽21的内顶面固定连接有第三电磁铁25；工作时，当凹槽30内的冷却液需要喷出时，启动第三电磁铁25，使得第三电磁铁25吸动隔热板22，之后再将冷却液喷出，在冷却液不需要使用时，关闭第三电磁铁25，使得隔热板22向下滑动对冷却液进行阻挡隔热，减小坩埚本体2内的温度过高冷却液容易被蒸发。
38.所述坩埚本体2的内壁对称固定连接有一组弧形导流板26；工作时，当坩埚本体2内壁的物料被刮除后，物料会顺着导流板26流入导流板26的最低端，并通过其最低端设置的出料结构流出，避免被清理的物料直接落在坩埚本体2的内底面会有残留，并且导流板26可以对清理环8进行限位，使得膨胀块12可以更稳定的移动到凹槽30处。
39.如图5-图6所示，所述圆柱6的外侧壁固定连接有一组钢丝线27，所述钢丝线27的另一端固定连接有圆球28，所述导流板26的顶端面固定连接有“u”字形固定块29；工作时，当物料在导流板26上进行流动时，物料会从固定块29的内壁处流过，之后当丝杆7进行转动时，钢丝线27会带动圆球28进行摆动，此时圆球28会对导流板26进行撞击，从而使导流板26进行震动，进而达到让导流板26上的物料更好进行滑落的作用，并且因为固定块29的与导流板26的连接处比较薄，从而可以加强固定块29的震动效果。
40.实施例二：
41.如图7所示，对比实施例一，其中本发明的另一种实施方式为：所述丝杆7的表面固定连接有一组弧形辅助杆31；工作时，当丝杆7进行转动时，辅助杆31进会跟随丝杆7一起进行转动，从而使辅助杆31对坩埚本体2内的物料进行搅拌进行搅拌，从而提高坩埚本体2内的物料混合效果。
42.工作原理：先将物料输送进坩埚本体2内进行混合，之后坩埚本体2内的物料进行混合排出后，通过借助驱动装置带动传动机构进行转动，此时传动机构会带动丝杆7进行转动，此时清理环8会向下进行移动，同时清理板9和连接板10会对坩埚本体2的内壁上残留的物料进行刮除，将物料刮除后可以充分回收利用，同时减少物料粘连在内壁上难以清理的情况，当需要对坩埚本体2进行转动时，通过关闭圆柱6空腔19内的第二电磁铁18，此时弹性绳会拉动圆柱6空腔19内的卡块17进行复位，同时滑块15会因为重力的原因向下滑动，并且在复位弹簧处与稳定状态后，滑块15会移动到连接块5空腔19内的卡块17处，之后通过启动连接块5空腔19内的第二电磁铁18，此时卡块17会因为第二电磁铁18的推力与卡槽卡接，之后启动转杆4可以带动坩埚本体2进行转动，当需要对圆柱6进行转动时，关闭连接块5空腔19内的第二电磁铁18，使卡块17借助弹性绳进行复位，之后启动第一电磁铁16，使得第一电磁铁16将滑块15上的卡槽推动到圆柱6空腔19的卡块17处，之后启动圆柱6空腔19内的第二电磁铁18，使得卡块17与卡槽卡接，之后启动转杆4可以带动圆柱6进行转动，通过借助转杆4可以同时带动坩埚本体2和圆柱6进行转动，加上同时圆柱6的动力结构与转杆4一体化，减少坩埚本体2内的高温对动力结构的影响，并使圆柱6和转杆4可以用一个动力源驱动装置，起到了节约动力源的作用；当清理板9向下进行移动的过程中，第一磁块11会与第二磁块13进行相斥，从而使清理板9进行抖动，进而达到让物料更好从清理板9上脱离的作用；通过铜制成的连接板10可以让连接板10与坩埚本体2内壁进行摩擦时产生热量，并且热量会传递到清理板上9，此时加热的清理板9和连接板10会将坩埚本体2内壁因为温度降低后凝结的物料清理掉，同时在连接板10和清理板9进行加热时，也可避免会有残留的物体进行凝结在其自身上；当需要对坩埚本体2的内壁进行清理时，膨胀块12在炉内高温的作用下处于膨胀状态并与坩埚本体2内壁相贴合，从而使清理板9与坩埚本体2的内壁贴合，当膨胀块12移动到坩埚本体2的底端处后，让炉体1不再对坩埚本体2进行加热，之后膨胀块12冷却后带动清理板9不再与坩埚本体2的内壁相接触，之后清理环8进行上升时，清理板9不与坩埚本体2的内壁摩擦，同时也可以减小转杆4的动力节约电力；当膨胀块12借助丝杆7向下移动到凹槽30处时，借助外界气源对进凹槽30内充气，使得推板32受到空气的压力推动推板32，此时推板32会推动薄膜20与推板32之间的冷却液，此时薄膜20上的收缩孔会因为压力打开，从而使冷却液喷到膨胀块12上，进而达到加快膨胀块12冷却速度的作用；当凹槽30内的冷却液需要喷出时，启动第三电磁铁25，使得第三电磁铁25吸动隔热板22，之后再将冷却液喷出，在冷却液不需要使用时，关闭第三电磁铁25，使得隔热板22向下滑动对冷却液进行阻挡隔热，减小坩埚本体2内的温度过高冷却液容易被蒸发；当坩埚本体2内壁的物料被刮除后，物料会顺着导流板26流入导流板26的最低端，并通过其最低端设置的出料结构流出，避免被清理的物料直接落在坩埚本体2的内底面会有残留，并且导流板26可以对清理环8进行限位，使得膨胀块12可以更稳定的移动到凹槽30处；当物料在导流板26上进行流动时，物料会从固定块29的内壁处流过，之后当丝杆7进行转动时，钢丝线27会带动圆球28进行摆动，此
时圆球28会对导流板26进行撞击，从而使导流板26进行震动，进而达到让导流板26上的物料更好进行滑落的作用，并且因为固定块29的与导流板26的连接处比较薄，从而可以加强固定块29的震动效果。
43.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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的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。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。