用于導模法同時生長多根粗棒狀藍寶石的模具的制作方法
【專利摘要】用于導模法同時生長多根粗棒狀藍寶石的模具。屬晶體生長裝置。包括定位座，嵌接于底座通孔中的外鉬管及套接于外鉬管中的內鉬柱，間隙狀生長縫，至少3片鉬塊，外鉬管、內鉬柱的凸腳，所述凸腳上開設有進料槽，外鉬管上口端面、內鉬柱的上端面位于豎截面成內接角α的同一凹形球面上，其特征是所述外鉬管及套接于外鉬管中的內鉬柱至少設計有2組；所述內鉬柱中心對稱地開設有至少2條豎向毛細縫，所述毛細縫靠近內鉬柱上端面的上部長度L部分橫向與生長縫相通、靠近內鉬柱下端面的其余部分嵌入內鉬柱且下端連通于進料槽。經試用顯示了結構合理，能質量可靠地同時生長多根10毫米以上直徑的粗棒狀藍寶石，提高了生產效率、減少了單根耗能。
【專利說明】用于導模法同時生長多根粗棒狀藍寶石的模具
[0001]

【技術領域】：本實用新型涉及晶體生長裝置，特別是一種用于導模法同時生長多根 粗棒狀藍寶石的模具。

【背景技術】 [0002] ：藍寶石具有高硬度，耐高溫、耐腐蝕、透過光譜范圍寬、透過率高、優(yōu)良 的介電性能。藍寶石以其優(yōu)良的性能廣泛應用于國防、軍事、科研等一系列高【技術領域】，同 時在民用工業(yè)上也有很廣泛的應用。由于藍寶石生長溫度高達2050°C，導致單晶生長爐功 率大、溫場變量多、輔助時間長，導致生產成本過高。導模法則具有晶體生長速度快，尺寸可 以精確控制，節(jié)省材料、時間和能源，從而提高經濟效益，是最有發(fā)展前景的藍寶石生長方 法之一。
[0003] 現(xiàn)有技術用導模法生長棒狀藍寶石采用的模具，如圖6所示，包括板狀定位座01， 嵌接于底座通孔中的外鑰管02及套接于外鑰管中的內鑰柱03組成，所述外鑰管與內鑰柱 之間具有間隙狀生長縫04,所述生長縫中成中心對稱地卡接有控制生長縫寬度用的至少 3片鑰塊05,所述外鑰管、內鑰柱的下端穿過定位成為凸腳08,所述凸腳上開設有進料槽 081，所述外鑰管的上口 021堅截面呈圓弧形，所述內鑰柱的上端面031呈圓弧形，所述堅截 面呈圓弧形的外鑰管的上口和呈圓弧形的內鑰柱的上端位于同一凹形球面06上。
[0004] 圖6所示的現(xiàn)有技術用導模法生長棒狀藍寶石采用的模具在實際使用中存在如 下不足和問題：1、一次只能生長出1根棒狀藍寶石，其生長過程中無法同時生長出2根以上 棒狀藍寶石晶體，顯得生產效率低、單根耗能多、致使生產成本高：2、僅僅從間隙狀生長縫 中生長棒狀藍寶石時溫度場不均勻，只能生長10毫米以下的細棒狀藍寶石。
[0005] 由此可見，研究并設計一種結構合理，不但能生長出10毫米以上直徑的粗棒狀藍 寶石，而且能同時生長多根，提高了生產效率、減少了單根耗能，從而降低了生產成本的用 于導模法同時生長多根粗棒狀藍寶石的模具是必要的。
[0006] 實用新型內容：本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，研究并設計一種結構 合理，不但能生長出10毫米以上直徑的粗棒狀藍寶石，而且能同時生長多根，提高了生產 效率、減少了單根耗能，從而降低了生產成本的用于導模法同時生長多根粗棒狀藍寶石的 模具。
[0007] 本實用新型目的是通過如下技術方案實現(xiàn)的：一種用于導模法同時生長多根粗棒 狀藍寶石的模具，包括帶有通孔的板狀定位座，嵌接于底座通孔中的外鑰管及套接于外鑰 管中的內鑰柱，所述外鑰管與內鑰柱之間具有間隙狀生長縫，所述生長縫中成中心對稱地 卡接有控制生長縫寬度用的至少3片鑰塊，所述外鑰管、內鑰柱的下端穿過定位座通孔成 為凸腳，所述凸腳上開設有進料槽，所述外鑰管上口端面、內鑰柱的上端面堅截面均呈圓弧 形，位于堅截面成內接角α的同一凹形球面上，其特征是所述外鑰管及套接于外鑰管中的 內鑰柱至少設計有2組；所述內鑰柱中心對稱地開設有至少2條堅向毛細縫，所述毛細縫靠 近內鑰柱上端面的上部長度L部分橫向與生長縫相通、靠近內鑰柱下端面的其余部分嵌入 內鑰柱且下端連通于進料槽。
[0008] 所述生長縫下端進料口連通于進料槽。所述堅截面呈圓弧形的外鑰管的上口的直 徑等于多根粗棒狀藍寶石的每根棒狀藍寶石的外徑。
[0009] 所述凹形球面堅截面內接角α根據(jù)所需生長的多根粗棒狀藍寶石的外徑大小在 120-150°選定。所述堅向毛細縫橫向與生長縫相通部分的長度L根據(jù)所需生長的多根粗 棒狀藍寶石的直徑大小在占內鑰柱高度的50-70%內選定。所述毛細縫嵌入內鑰柱下端連 通于進料槽的部分寬度D根據(jù)所需生長的多根粗棒狀藍寶石的直徑大小在占內鑰柱直徑 的60-75%選定。上述設計的技術效果在于：生長縫出料口的兩側為外鑰管堅截面呈圓弧 形的上口和內鑰柱靠近上端面的上半部縱向開設有至少4條堅向毛細縫的設計，雙重保證 了的溫度度場均勻，使生長出的多根粗棒狀藍寶石不會出現(xiàn)生長紋；而所述堅截面呈圓弧 形的外鑰管上口、堅截面呈圓弧形的內鑰柱上端面位于堅截面成120-150內接角α的凹形 球面上，進一步均衡了生長縫出料口中心的溫度場，確保了生長成質量可靠的10毫米以上 直徑的粗棒狀藍寶石。
[0010] 本實用新型實施得到的用于導模法同時生長多根粗棒狀藍寶石的模具，經試用， 與現(xiàn)有技術相比顯示了如下有益效果：
[0011] 1、結構合理，能質量可靠地生長出10毫米以上直徑的粗棒狀藍寶石。與現(xiàn)有技術 僅僅從間隙狀生長縫中生長棒狀藍寶石時溫度場不均勻，只能生長10毫米以下的細棒狀 藍寶石不同；本實用新型技術方案中生長縫出料口的兩側為外鑰管堅截面呈圓弧形的上口 和內鑰柱靠近上端面的上半部縱向開設有至少4條堅向毛細縫的設計，雙重保證了的溫度 度場均勻，使生長出的多根粗棒狀藍寶石不會出現(xiàn)生長紋；而所述堅截面呈圓弧形的外鑰 管上口、堅截面呈圓弧形的內鑰柱上端面位于堅截面成120-150內接角α的凹形球面上， 進一步均衡了生長縫出料口中心的溫度場，確保了生長成質量可靠的10毫米以上直徑的 粗棒狀藍寶石。
[0012] 2、能同時生長多根棒狀藍寶石，提高了生產效率、減少了單根耗能，從而降低了生 產成本。如前所述，現(xiàn)有技術采用的模具在用導模法生產棒狀藍寶石時，一次只能生長出1 根棒狀藍寶石；而本實用新型技術方案中至少2組嵌接于底座通孔中的外鑰管及套接于外 鑰管中的內鑰柱組成，如2組就能同時生長2根，3組就能同時生長3根，4組就能同時生長 4根棒狀藍寶石，在爐內熔料總量允許的條件下，耗費同樣的電能和生長時間，能同時生長 出2根、3根、甚至4根棒狀藍寶石，這就必然使生產效率成倍提高，單根耗能僅為現(xiàn)有技術 的1 / 2、4 / 3、1 / 4,從而大幅度降低了生產成本。

【專利附圖】

【附圖說明】 [0013] ：圖1為符合本實用新型主題的結構示意圖；圖2為圖1中本實用新型沿 Α-Α剖面顯示的結構示意圖；圖3為圖1中本實用新型沿Β-Β剖面顯示的結構示意圖；圖4 為同時生長3根粗棒狀藍寶石的模具結構示意圖；圖5為同時生長4根粗棒狀藍寶石的模 具結構示意圖；圖6為現(xiàn)有技術生長棒狀藍寶石的模具示意圖。

【具體實施方式】 [0014] ：下面結合具體實施例，將本實用新型的實施細節(jié)說明如下：
[0015] 如圖1-5所示，一種用于導模法同時生長多根粗棒狀藍寶石的模具，包括帶有通 孔的板狀定位座1，至少2組嵌接于底座通孔中的外鑰管2及套接于外鑰管中的內鑰柱3， 所述外鑰管與內鑰柱之間具有間隙狀生長縫4,所述生長縫中成中心對稱地卡接有控制生 長縫寬度用的至少3片鑰塊5,所述外鑰管、內鑰柱的下端穿過定位座通孔成為凸腳8,所述 凸腳上開設有進料槽81，所述外鑰管上口端面21、內鑰柱的上端面31堅截面呈圓弧形，位 于堅截面成內接角α的同一凹形球面6上，其特征是所述外鑰管及套接于外鑰管中的內鑰 柱至少設計有2組；所述內鑰柱中心對稱地開設有至少2條堅向毛細縫7,所述毛細縫靠近 內鑰柱上端面的上部長度L部分橫向與生長縫相通、靠近內鑰柱下端面的其余部分嵌入內 鑰柱且下端連通于進料槽。
[0016] 如圖1所示，所述生長縫4下端進料口連通于進料槽81。如圖1所示，所述堅截 面呈圓弧形的外鑰管的上口端面21的直徑等于多根粗棒狀藍寶石的每根棒狀藍寶石的外 徑。如圖1所示，所述凹形球面6的堅截面內接角α根據(jù)所需生長的多根粗柱狀藍寶石外 徑大小在120-150°內選定。如圖1所示，所述堅向毛細縫7橫向與生長縫相通部分的長度 L根據(jù)所需生長的多根粗棒狀藍寶石的直徑大小在占內鑰柱3高度的50-70%內選定。
[0017] 如圖1、2所示，所述毛細縫7嵌入內鑰柱下端連通于進料槽的部分寬度D根據(jù)所 需生長的多根粗柱狀藍寶石的直徑大小在占內鑰柱直徑的60-75%內選定。
[0018] 實施例1同時生長2根直徑20毫米棒狀藍寶石用模具
[0019] 如圖1、2、3所示，板狀定位座1為開設有2個20毫米通孔、厚20毫米的矩形鑰板， 分別嵌接于定位座2個圓孔中外徑20毫米、厚4毫米的外鑰管2,套接于外鑰管中外徑11 暈米的內鑰柱3內，夕卜鑰管與內鑰柱之間寬0. 5暈米的間隙狀生長縫4，生長縫中相互間成 120°圓周角卡接有3片厚度0.5毫米的鑰塊5,外鑰管的上口端面、內鑰柱的上端面位于堅 截面成150°內接角α的同一凹形球面6上，內鑰柱靠近上端面的上半部縱向開設有3條 長度占內鑰柱3高度70%的堅向毛細縫7,毛細縫7其余部分嵌入內鑰柱且下端連通于進 料槽部分的寬度D占內鑰柱直徑的75%。
[0020] 實施例2同時生長3根直徑16毫米棒狀藍寶石用模具
[0021] 如圖1、4所示，板狀定位座1為開設有3個16毫米通孔、厚20毫米的矩形鑰板， 分別嵌接于定位座3個圓孔中外徑16毫米、厚3毫米的外鑰管2,套接于外鑰管中外徑9. 2 毫米的內鑰柱3內，外鑰管與內鑰柱之間寬0. 4毫米的間隙狀生長縫4,生長縫中相互間成 120°圓周角卡接有3片厚度0. 4毫米的鑰塊5,外鑰管的上口端面21、內鑰柱的上端面31 直徑分別為16毫米、9. 2毫米，內鑰柱上端面、外鑰管的上口端面位于堅截面成140°內接 角α的同一凹形球面6上，內鑰柱靠近上端面的上半部縱向開設有2條長度占內鑰柱3高 度60%堅向毛細縫7,毛細縫7其余部分嵌入內鑰柱且下端連通于進料槽部分的寬度D占 內鑰柱直徑的65%。
[0022] 實施例3同時生長4根直徑12毫米棒狀藍寶石用模具
[0023] 如圖1、5所示，板狀定位座1為開設有4個12毫米通孔、厚20毫米的矩形鑰板， 分別嵌接于定位座4個圓孔中外徑12毫米、厚2. 5毫米的外鑰管2,套接于外鑰管中外徑 6. 4暈米的內鑰柱3內，夕卜鑰管與內鑰柱之間寬0. 3暈米的間隙狀生長縫4,生長縫中相互 間成120°圓周角卡接有3片厚度0. 3毫米的鑰塊5,外鑰管的上口端面21、內鑰柱上端面 31直徑分別為12毫米、6. 4毫米，內鑰柱上端面、外鑰管的上口端面位于堅截面成120°內 接角α的同一凹形球面6上，內鑰柱靠近上端面的上半部縱向開設有2條長度占內鑰柱3 高度50%的堅向毛細縫7,毛細縫7其余部分嵌入內鑰柱且下端連通于進料槽部分的寬度 D占內鑰柱直徑的60%。
【權利要求】
1. 一種用于導模法同時生長多根粗棒狀藍寶石的模具，包括帶有通孔的板狀定位座 (1)，嵌接于底座通孔中的外鑰管（2)及套接于外鑰管中的內鑰柱（3)，所述外鑰管與內鑰 柱之間具有間隙狀生長縫（4)，所述生長縫中成中心對稱地卡接有控制生長縫寬度用的至 少3片鑰塊（5)，所述外鑰管、內鑰柱的下端穿過定位座通孔成為凸腳（8)，所述凸腳上開設 有進料槽（81)，所述外鑰管上口端面（21)、內鑰柱的上端面（31)堅截面均呈圓弧形，且位 于堅截面成內接角α的同一凹形球面（6)上，其特征是所述外鑰管及套接于外鑰管中的內 鑰柱至少設計有2組；所述內鑰柱中心對稱地開設有至少2條堅向毛細縫（7)，所述毛細縫 靠近內鑰柱上端面的上部長度L部分橫向與生長縫相通、靠近內鑰柱下端面的其余部分嵌 入內鑰柱且下端連通于進料槽。
2. 根據(jù)權利要求1所述的用于導模法同時生長多根粗棒狀藍寶石的模具，其特征是所 述生長縫（4)下端進料口連通于進料槽（81)。
3. 根據(jù)權利要求1所述的用于導模法同時生長多根粗棒狀藍寶石的模具，其特征是所 述堅截面呈圓弧形的外鑰管的上口端面（21)的直徑等于多根粗柱狀藍寶石的每根柱狀藍 寶石的外徑。
4. 根據(jù)權利要求1所述的用于導模法同時生長多根粗棒狀藍寶石的模具，其特征 是所述凹形球面￠)的堅截面內接角α根據(jù)所需生長的多根粗柱狀藍寶石外徑大小在 120-150°內選定。
5. 根據(jù)權利要求1所述的用于導模法同時生長多根粗棒狀藍寶石的模具，其特征是所 述堅向毛細縫（7)橫向與生長縫相通部分的長度L根據(jù)所需生長的多根粗柱狀藍寶石的直 徑大小在占內鑰柱（3)高度的50-70%內選定。
6. 根據(jù)權利要求1所述的用于導模法同時生長多根粗棒狀藍寶石的模具，其特征是所 述毛細縫（7)嵌入內鑰柱且下端連通于進料槽的部分寬度D根據(jù)所需生長的多根粗柱狀藍 寶石的直徑大小在占內鑰柱直徑的60-75%內選定。
【文檔編號】C30B29/20GK203947182SQ201420009052
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權日:2014年1月7日
【發(fā)明者】田建邦, 胡光, 田原, 沈太洋 申請人:鎮(zhèn)江和和藍晶科技有限公司