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1、10申请公布号CN104178803A43申请公布日20141203CN104178803A21申请号201410447838522申请日20140904C30B11/00200601C30B29/2020060171申请人南京晶升能源设备有限公司地址210000江苏省南京市经济技术开发区恒发路30号72发明人李辉毛瑞川姜宏伟74专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人杨文晰孙忠浩54发明名称用于蓝宝石单晶炉的变径钨杆加热器57摘要本发明公开一种用于蓝宝石单晶炉的变径钨杆加热器，其特征在于加热器包括弧形的正负极电极板、汇流钨环、正极栅和负极栅，以及四个均匀分布的电极爪，其中，正、负极栅均。
2、含有一组变径钨杆，一组变径钨杆中的每根变径钨杆上至少包括两节不同直径的钨杆，不同直径的变径钨杆结合部通过与两端杆径匹配的锥台平滑过渡连接；所述弧形的正负极电极板上分别设有一个电极爪，正、负极栅依次相间排列，正、负极栅的一端均与汇流钨环焊接，另一端分别与弧形的正、负极电极板对应焊接；正、负极栅的曲面分别为90弧度，正、负极电极板合围后中心呈管状的加热区；本发明可以形成良好的温度梯度，提高成品率，实现蓝宝石单晶体自动生长。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页10申请公布号CN104178803ACN10417。
3、8803A1/1页21一种用于蓝宝石单晶炉的变径钨杆加热器，其特征在于加热器包括弧形的正负极电极板、汇流钨环、正极栅和负极栅，以及四个均匀分布的电极爪，其中，正、负极栅均含有一组变径钨杆，一组变径钨杆中的每根变径钨杆上至少包括两节不同直径的钨杆，不同直径的变径钨杆结合部通过与两端杆径匹配的锥台平滑过渡连接；所述弧形的正负极电极板上分别设有一个电极爪，正、负极栅依次相间排列，正、负极栅的一端均与汇流钨环焊接，另一端分别与弧形的正、负极电极板对应焊接；正、负极栅的曲面分别为90弧度，正、负极电极板合围后中心呈管状的加热区。2根据权利要求1所述的用于蓝宝石单晶炉的变径钨杆加热器，其特征在于所述的一组。
4、变径钨杆中至少含有四根平行且规格相同的变径钨杆，每根变径钨杆相同直径的一节均位于正、负极栅的相同对应区位。3根据权利要求1所述的用于蓝宝石单晶炉的变径钨杆加热器，其特征在于正、负极栅上至少设有一道定位箍，定位箍的设置位置将所述的正、负极栅均匀分割；定位箍包括弧度与正、负极栅曲面一致的内、外固定杆和钨铼丝，内固定杆位于正、负极栅的内侧，外固定杆位于正、负极栅的外侧，内外固定杆夹持一组变径钨杆后，钨铼丝穿过相邻变径钨杆之间的空隙将内外固定杆捆扎。4根据权利要求3所述的用于蓝宝石单晶炉的变径钨杆加热器，其特征在于内固定杆为一根弧度与正负极栅曲面一致的固定杆，外固定杆为两根弧度与正负极栅曲面一致的固定。
5、杆，内固定杆的直径大于外固定杆。5根据权利要求3所述的用于蓝宝石单晶炉的变径钨杆加热器，其特征在于外固定杆为一根弧度与正负极栅曲面一致的固定杆，内固定杆为两根弧度与正负极栅曲面一致的固定杆，外固定杆的直径大于内固定杆。6根据权利要求15之一所述的用于蓝宝石单晶炉的变径钨杆加热器，其特征在于所述的电极爪为两片电极复合的电极爪，每片电极的一端是与弧形电极板匹配的弧形板，两片电极复合时，两片电极的弧形板八字分开，电极的弧形板与对应的弧形电极板夹持一组变径钨杆的端部后焊接。7根据权利要求1所述的用于蓝宝石单晶炉的变径钨杆加热器，其特征在于制造电极爪、汇流钨环的材料均为粉末冶金后轧制形成的金属钨板；所述。
6、的制造变径钨杆、固定杆的材料均为粉末冶金后轧制形成的金属钨棒，变径钨杆由所述金属钨棒车削后成型。权利要求书CN104178803A1/3页3用于蓝宝石单晶炉的变径钨杆加热器技术领域0001本发明涉及一种钨杆加热器，尤其是一种用于蓝宝石单晶炉的能够满足蓝宝石单晶生长所需梯度温度场条件的一种变径式钨杆加热器。背景技术0002随着全球新能源市场的迅速发展，LED产业已成为能源工业新的增长点，已经具备了赶超其他节能产业的能力，在世界范围内呈现迅猛发展之势。0003蓝宝石单晶炉是LED产业链中重要的晶体生长设备，由于蓝宝石单晶体是在高温的条件下缓慢生长而成的，需要良好的温度梯度控制以形成冷心，同时需要均。
7、匀稳定的温度场以实现单晶体的稳定生长，因此加热器的温度梯度可控基础至关重要。目前，蓝宝石单晶炉一般采用鸟笼状等径式钨杆加热器，这种加热器无法形成理想的梯度温度场。因此，采用鸟笼状等径式钨杆加热器的蓝宝石单晶炉生长出的晶体多半在65公斤以下，且晶体常因热场紊乱产生大量裂纹或气泡，晶体成品率较低，严重影响蓝宝石长晶的生产效率。如何在加热器中形成理想的梯度温度场，是业内关注的热门课题。发明内容0004本发明的目的在于针对现有蓝宝石长晶炉的鸟笼状等径式钨杆加热器温度梯度的不可控性，致使蓝宝石单晶生长成品率低、尺寸小、质量不高等一系列问题，提供一种新型可靠的用于蓝宝石单晶炉的变径式钨杆加热器。0005本。
8、发明的目的是这样实现的一种用于蓝宝石单晶炉的变径钨杆加热器，其特征在于加热器包括弧形的正负极电极板、汇流钨环、正极栅和负极栅，以及四个均匀分布的电极爪，其中，正、负极栅均含有一组变径钨杆，一组变径钨杆中的每根变径钨杆上至少包括两节不同直径的钨杆，不同直径的变径钨杆结合部通过与两端杆径匹配的锥台平滑过渡连接；所述弧形的正负极电极板上分别设有一个电极爪，正、负极栅依次相间排列，正、负极栅的一端均与汇流钨环焊接，另一端分别与弧形的正、负极电极板对应焊接；正、负极栅的曲面分别为90弧度，正、负极电极板合围后中心呈管状的加热区。0006在本发明中所述的一组变径钨杆中至少含有四根平行且规格相同的变径钨杆，。
9、每根变径钨杆相同直径的一节均位于正、负极栅的相同对应区位。0007在本发明中正、负极栅上至少设有一道定位箍，定位箍的设置位置将所述的正、负极栅均匀分割；定位箍包括弧度与正、负极栅曲面一致的内、外固定杆和钨铼丝，内固定杆位于正、负极栅的内侧，外固定杆位于正、负极栅的外侧，内外固定杆夹持一组变径钨杆后，钨铼丝穿过相邻变径钨杆之间的空隙将内外固定杆捆扎。0008在本发明中内固定杆为一根弧度与正负极栅曲面一致的固定杆，外固定杆为两根弧度与正负极栅曲面一致的固定杆，内固定杆的直径大于外固定杆。0009在本发明中外固定杆为一根弧度与正负极栅曲面一致的固定杆，内固定杆为两根弧度与正负极栅曲面一致的固定杆，外。
10、固定杆的直径大于内固定杆。说明书CN104178803A2/3页40010在本发明中所述的电极爪为两片电极复合的电极爪，每片电极的一端是与弧形电极板匹配的弧形板，两片电极复合时，两片电极的弧形板八字分开，电极的弧形板与对应的弧形电极板夹持一组变径钨杆的端部后焊接。0011在本发明中制造电极爪、汇流钨环的材料均为粉末冶金后轧制形成的金属钨板；所述的制造变径钨杆、固定杆的材料均为粉末冶金后轧制形成的金属钨棒，变径钨杆由所述金属钨棒车削后成型。0012本发明的优点在于由于正、负极栅均含有一组变径钨杆，一组变径钨杆中的每根变径钨杆上至少包括两节不同直径的钨杆，不同直径的变径钨杆结合部通过与两端杆径匹配。
11、的锥台平滑过渡连接，组装后，每根变径钨杆相同直径的一节均位于正、负极栅的相同对应区位，可以通过变径加热杆自身因直径变化形成的不同的电阻值，改变和控制加热器在不同区域的功率输出，形成良好的温度梯度，晶体成品率大大提高，更有助于实现蓝宝石单晶体的自动化生长。0013本发明的优点还在于由于所述弧形的正负极电极板上分别设有一个电极爪，正、负极栅依次相间排列，正、负极栅的一端均与汇流钨环焊接，另一端分别与弧形的正、负极电极板对应焊接；正、负极栅的曲面分别为90弧度，合围后中心呈管状的加热区；尤其是在正、负极栅上设置定位箍，定位箍包括弧度与负正极栅曲面一致的内、外固定杆和钨铼丝，内外固定杆夹持一组变径钨杆。
12、后，钨铼丝穿过相邻变径钨杆之间的空隙将内外固定杆捆扎；以及电极爪采用两片电极复合的电极爪，每片电极的一端是与弧形电极板匹配的弧形板，两片电极复合时，两片电极的弧形板八字分开，电极的弧形板与弧形电极板夹持一组变径钨杆的端部后焊接，这些措施都有利于提高加热器在温度场中的刚性与稳定性。附图说明0014图1是本发明涉及实施例的整体结构示意图；图2是本发明涉及实施例的正负电极端的结构示意图；图3是本发明涉及的变径钨杆的变径段局部结构示意图；图4为本发明涉及的定位箍捆扎方式的示意图。0015图中1、电极爪，2、正极电极板，3、负极电极板，4、负极栅，5、汇流钨环，6、正极栅，7、钨铼丝，8、变径钨杆，9、。
13、定位箍，10、内固定杆，11、外固定杆,12、过渡锥台。具体实施方式0016附图非限制性地公开了本发明涉及的一种实施例的具体结构，下面结合附图对本发明作进一步地描述。0017由图1可见，本发明包括弧形的正极电极板2、弧形的负极电极板3、汇流钨环5、正极栅6和负极栅4，以及四个均匀分布的电极爪1，其中，正极栅6和负极栅4均含有一组变径钨杆，；所述弧形的正、负极电极板上分别设有一个电极爪1，正极栅6、负极栅4依次相间排列，正极栅6和负极栅4的一端均与汇流钨环5焊接，另一端分别与弧形的正极电极板2、负极电极板3对应焊接；正极栅6和负极栅4的曲面分别为90弧度，合围后中心呈管状的加热区。正极栅6和负极。
14、栅4上至少设有一道定位箍9，定位箍的设置位置将所述的负极栅和正极栅均匀分割。在本实施例中，正极栅6和负极栅4上设有四道定位箍9，定位箍9说明书CN104178803A3/3页5的设置位置将所述的负极栅4和正极栅6均匀分割为五份。0018由图2可见，在本实施例中，所述的电极爪1为两片电极复合的电极爪，每片电极的一端是与正弧形电极板2和负弧形电极板3匹配的弧形板，两片电极复合时，两片电极的弧形板八字分开，各弧形电极板与对应的正负电极的弧形板夹持一组变径钨杆的端部后焊接。0019一组变径钨杆中的每根变径钨杆8上至少包括两节不同直径的钨杆，由图3可见，在变径段，直径分别为A和B的钨杆在结合部通过与两端。
15、杆径匹配的过渡锥台12平滑过渡连接后形成变径钨杆8。具体实施时，每根变径钨杆8上包括多节不同直径的钨杆，变径钨杆8上每节不同直径的变径段，钨杆结合部均通过与两端杆径匹配的过渡锥台12平滑过渡连接。在一组变径钨杆中采用多根平行且规格相同的变径钨杆8，每根变径钨杆相同直径的一节均位于正、负极栅的相同对应区位。0020由图4可见，定位箍9包括弧度与负正极栅曲面一致的内固定杆10、外固定杆11和钨铼丝7，内固定杆10位于正、负极栅的内侧，外固定杆位于正、负极栅的外侧，内外固定杆夹持一组变径钨杆8后，钨铼丝7穿过相邻变径钨杆8之间的空隙将内内固定杆10和外固定杆11捆扎。在本实施例中，内固定杆10为一根。
16、弧度与正、负极栅曲面一致的固定杆，外固定杆11为两根弧度与正、负极栅曲面一致的固定杆，内固定杆10的直径大于外固定杆。具体实施时，也可以是外固定杆11为一根弧度与正负极栅曲面一致的固定杆，内固定杆10为两根弧度与正负极栅曲面一致的固定杆，外固定杆11的直径大于内固定杆。0021具体实施时，制造电极爪1、汇流钨环5的材料均为粉末冶金后轧制形成的金属钨板；所述的制造变径钨杆8、内固定杆10、外固定杆11的材料均为粉末冶金后轧制形成的金属钨棒，其中，变径钨杆8是由所述金属钨棒车削后成型。0022具体实施时，涉及的焊接方式是在惰性气体保护下实施的氩弧焊，焊材为钨焊丝。说明书CN104178803A1/2页6图1图2图3说明书附图CN104178803A2/2页7图4说明书附图CN104178803A。