本技術(shù)屬于氟化釔鋰晶體制備，具體涉及一種用于生長摻釹氟化釔鋰的單晶爐。

背景技術(shù)：

1、nd:ylf晶體在當(dāng)前的激光點(diǎn)火裝置上起著重要的作用，扮演著一個(gè)極為關(guān)鍵的角色，是建立激光慣性約束核聚變點(diǎn)火裝置所需的關(guān)鍵核心元器件之一。其中，nd:ylf為摻釹氟化釔鋰的簡稱。

2、現(xiàn)有氟化釔鋰的單晶爐采用高純氬氣、四氟化碳作為保護(hù)氣。該氣氛下，容易產(chǎn)生氫氟酸(氟酸)，低濃度的氫氟酸是一種弱酸，但是它卻具有極強(qiáng)腐蝕性，能劇烈腐蝕金屬。在不銹鋼因焊接等原因而導(dǎo)致其敏化的情況下，氟離子會(huì)引起局部腐蝕，不銹鋼處于溫度范圍為500℃～850℃的加熱狀態(tài)，并超過承受時(shí)間的情況下，會(huì)導(dǎo)致在不銹鋼的結(jié)晶粒界處形成鉻碳化物，而在粒界附近有形成缺鉻層的現(xiàn)象。單晶爐使用周期、重復(fù)升溫降溫，導(dǎo)致加快單晶爐焊接處裂隙漏水?，F(xiàn)有生長氧化物的單晶爐，不銹鋼爐膛沒有針對生長氟化物晶體做防護(hù)，長期工作會(huì)進(jìn)一步縮短爐膛使用壽命。nd:ylf原料昂貴，爐膛發(fā)生漏水，原料和保溫材料就會(huì)被污染而廢棄，引發(fā)巨大經(jīng)濟(jì)損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種用于生長摻釹氟化釔鋰的單晶爐，該單晶爐的爐膛具有防氟特性，避免爐膛內(nèi)部出現(xiàn)漏液現(xiàn)象，降低摻釹氟化釔鋰晶體受到污染的風(fēng)險(xiǎn)。

2、本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)上述目的：

3、一種用于生長摻釹氟化釔鋰的單晶爐，包括爐本體和設(shè)置在爐本體內(nèi)部的坩堝和用于加熱坩堝的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述坩堝用于盛裝所述摻釹氟化釔鋰的原料，所述爐本體頂部設(shè)有用于提拉所述摻釹氟化釔鋰的提拉系統(tǒng)，所述爐本體側(cè)壁上設(shè)有液冷系統(tǒng)，且爐本體的爐膛表面設(shè)有防氟涂層。晶體生長過程中，通過溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)將坩堝中的摻釹氟化釔鋰原料加熱至熔融態(tài)，提拉系統(tǒng)將輸出端伸入坩堝內(nèi)旋轉(zhuǎn)并向上提拉，以使摻釹氟化釔鋰原料在提拉系統(tǒng)輸出端下方不斷生長。通過液冷系統(tǒng)對爐本體進(jìn)行降溫，使?fàn)t本體的爐膛內(nèi)溫場分布合理，通過在爐膛內(nèi)設(shè)置防氟涂層，防止?fàn)t本體和爐本體之中的液冷系統(tǒng)受到含氟保護(hù)氣的侵蝕，避免因爐膛漏液，而污染摻釹氟化釔鋰原料及保溫材料。

4、作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述防氟涂層分為第一涂層和第二涂層，所述第一涂層和第二涂層的材質(zhì)均為環(huán)氧樹脂或均為聚四氟乙烯，所述爐本體內(nèi)側(cè)頂部設(shè)有隔熱板。

5、作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述爐本體包括內(nèi)爐體和外爐體，所述液冷系統(tǒng)包括水泵、與水泵連通的水箱，以及兩端分別與水泵和水箱連通的液冷管，所述液冷管盤繞于內(nèi)爐體與外爐體之間。

6、作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述漏液檢測系統(tǒng)包括設(shè)置在防氟涂層表面的環(huán)狀吸水部件、與吸水部件相連的第一電極和第二電極，以及控制器，所述吸水部件用于吸收液冷系統(tǒng)外漏的冷卻液，以使第一電極與第二電極導(dǎo)通，所述控制器用于檢測第一電極與第二電極的導(dǎo)通狀況。漏液檢測系統(tǒng)用于檢測爐膛漏液情況，當(dāng)漏液檢測系統(tǒng)檢測到爐膛漏液時(shí)，向電腦端或工作人員隨身攜帶的移動(dòng)終端發(fā)送警報(bào)，提醒工作人員前來排除故障。

7、作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述水箱出水口設(shè)有電磁閥，且液冷管通過電磁閥與水箱出水口連通，當(dāng)控制器檢測到第一電極與第二電極導(dǎo)通時(shí)，電磁閥關(guān)閉。

8、作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述爐本體側(cè)壁上設(shè)有漏液檢測系統(tǒng)，所述漏液檢測系統(tǒng)還包括內(nèi)導(dǎo)電環(huán)和外導(dǎo)電環(huán)，所述第一電極沿內(nèi)導(dǎo)電環(huán)周向設(shè)置有多個(gè)，所述第二電極沿外導(dǎo)電環(huán)周向設(shè)置有多個(gè)，所述控制器分別通過內(nèi)導(dǎo)電環(huán)和外導(dǎo)電環(huán)與第一電極和第二電極電性連接。

9、作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述液冷系統(tǒng)還包括設(shè)置在水泵出水口與水箱進(jìn)水口之間的散熱管，且水箱上設(shè)有散熱器和風(fēng)扇，所述散熱管的中部迂回設(shè)置在散熱器上。

10、作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述爐本體一側(cè)設(shè)有給排氣管，所述給排氣管連接有真空系統(tǒng)。

11、作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述給排氣管包括貫穿內(nèi)爐體和外爐體的側(cè)壁的側(cè)管，所述側(cè)管頂部設(shè)有進(jìn)氣口，且側(cè)管端部設(shè)有排氣口。

12、作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括設(shè)置在坩堝外側(cè)的感應(yīng)線圈、設(shè)置在爐本體一側(cè)的第一溫度傳感器、設(shè)置在側(cè)管上的第二溫度傳感器和設(shè)置在側(cè)管內(nèi)部的加熱部件。

13、本實(shí)用新型的有益效果在于：

14、1)本實(shí)用新型在氟化釔鋰晶體生長過程中，采用環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯等材料，在單晶爐的爐膛內(nèi)設(shè)置防氟涂層，防止?fàn)t膛及液冷系統(tǒng)受到含氟保護(hù)氣的侵蝕，防止因爐膛漏液而污染摻釹氟化釔鋰原料及保溫材料的狀況；

15、2)本實(shí)用新型在爐膛內(nèi)設(shè)置的防氟涂層分為第一涂層和第二涂層，每層涂層的厚度為4～6絲，雙層的防氟涂層能夠提高涂層本身的牢固度，以使防氟涂層不易剝落，該雙層防氟涂層厚度適中，避免因涂層過厚導(dǎo)致導(dǎo)熱性能的下降，以免對液冷系統(tǒng)構(gòu)成干涉，由于單晶爐上方溫度較高，在爐膛頂部設(shè)置隔熱板，防止?fàn)t膛頂部的防氟涂層過熱剝落；

16、3)本實(shí)用新型通過設(shè)置漏液檢測系統(tǒng)，檢測爐膛內(nèi)是否存在漏液現(xiàn)象，若爐膛漏液，則提醒工作人員前來排故，同時(shí)關(guān)閉水箱出水口的電磁閥，并通過水泵將液冷管內(nèi)的冷卻液抽送至水箱之中；

17、4)本實(shí)用新型通過設(shè)置在爐本體及給排氣管上的溫度傳感器，檢測用于調(diào)節(jié)保護(hù)氣氛及真空度的側(cè)管處是否出現(xiàn)溫度異常的狀況，并通過側(cè)管內(nèi)的加熱部件調(diào)節(jié)側(cè)管溫度，以使坩堝周圍的溫度梯度合理分布。

技術(shù)特征：

1.一種用于生長摻釹氟化釔鋰的單晶爐，包括爐本體(1)和設(shè)置在爐本體(1)內(nèi)部的坩堝(2)和用于加熱坩堝(2)的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)(3)，所述坩堝(2)用于盛裝所述摻釹氟化釔鋰的原料，所述爐本體(1)頂部設(shè)有用于提拉所述摻釹氟化釔鋰的提拉系統(tǒng)(4)，其特征在于：所述爐本體(1)側(cè)壁上設(shè)有液冷系統(tǒng)(5)和漏液檢測系統(tǒng)(6)，且爐本體(1)的爐膛表面設(shè)有防氟涂層(7)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生長摻釹氟化釔鋰的單晶爐，其特征在于：所述防氟涂層(7)分為第一涂層(71)和第二涂層(72)，所述第一涂層(71)和第二涂層(72)的材質(zhì)均為環(huán)氧樹脂或均為聚四氟乙烯，所述爐本體(1)內(nèi)側(cè)頂部設(shè)有隔熱板(h)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生長摻釹氟化釔鋰的單晶爐，其特征在于：所述爐本體(1)包括內(nèi)爐體(11)和外爐體(12)，所述液冷系統(tǒng)(5)包括水泵(51)、與水泵(51)連通的水箱(52)，以及兩端分別與水泵(51)和水箱(52)連通的液冷管(53)，所述液冷管(53)盤繞于內(nèi)爐體(11)與外爐體(12)之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于生長摻釹氟化釔鋰的單晶爐，其特征在于：所述漏液檢測系統(tǒng)(6)包括設(shè)置在防氟涂層(7)表面的環(huán)狀吸水部件(61)、與吸水部件(61)相連的第一電極(62)和第二電極(63)，以及控制器(64)，所述吸水部件(61)用于吸收液冷系統(tǒng)(5)外漏的冷卻液，以使第一電極(62)與第二電極(63)導(dǎo)通，所述控制器(64)用于檢測第一電極(62)與第二電極(63)的導(dǎo)通狀況。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于生長摻釹氟化釔鋰的單晶爐，其特征在于：所述水箱(52)出水口設(shè)有電磁閥(54)，且液冷管(53)通過電磁閥(54)與水箱(52)出水口連通，當(dāng)控制器(64)檢測到第一電極(62)與第二電極(63)導(dǎo)通時(shí)，電磁閥(54)關(guān)閉。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于生長摻釹氟化釔鋰的單晶爐，其特征在于：所述漏液檢測系統(tǒng)(6)還包括內(nèi)導(dǎo)電環(huán)(65)和外導(dǎo)電環(huán)(66)，所述第一電極(62)沿內(nèi)導(dǎo)電環(huán)(65)周向設(shè)置有多個(gè)，所述第二電極(63)沿外導(dǎo)電環(huán)(66)周向設(shè)置有多個(gè)，所述控制器(64)分別通過內(nèi)導(dǎo)電環(huán)(65)和外導(dǎo)電環(huán)(66)與第一電極(62)和第二電極(63)電性連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于生長摻釹氟化釔鋰的單晶爐，其特征在于：所述液冷系統(tǒng)(5)還包括設(shè)置在水泵(51)出水口與水箱(52)進(jìn)水口之間的散熱管(55)，且水箱(52)上設(shè)有散熱器(56)和風(fēng)扇(57)，所述散熱管(55)的中部迂回設(shè)置在散熱器(56)上。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于生長摻釹氟化釔鋰的單晶爐，其特征在于：所述爐本體(1)一側(cè)設(shè)有給排氣管(8)，所述給排氣管(8)連接有真空系統(tǒng)(9)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于生長摻釹氟化釔鋰的單晶爐，其特征在于：所述給排氣管(8)包括貫穿內(nèi)爐體(11)和外爐體(12)的側(cè)壁的側(cè)管(81)，所述側(cè)管(81)頂部設(shè)有進(jìn)氣口(82)，且側(cè)管(81)端部設(shè)有排氣口(83)。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于生長摻釹氟化釔鋰的單晶爐，其特征在于：所述溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)(3)包括設(shè)置在坩堝(2)外側(cè)的感應(yīng)線圈(31)、設(shè)置在爐本體(1)一側(cè)的第一溫度傳感器(32)、設(shè)置在側(cè)管(81)上的第二溫度傳感器(33)和設(shè)置在側(cè)管(81)內(nèi)部的加熱部件(34)。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)涉及一種用于生長摻釹氟化釔鋰的單晶爐，屬于氟化釔鋰晶體制備技術(shù)領(lǐng)域。該用于生長摻釹氟化釔鋰的單晶爐包括爐本體和設(shè)置在爐本體內(nèi)部的坩堝和用于加熱坩堝的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)，所述坩堝用于盛裝所述摻釹氟化釔鋰的原料，所述爐本體頂部設(shè)有用于提拉所述摻釹氟化釔鋰的提拉系統(tǒng)，所述爐本體側(cè)壁上設(shè)有液冷系統(tǒng)，且爐本體的爐膛表面設(shè)有防氟涂層。本技術(shù)在氟化釔鋰晶體生長過程中，采用環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯等材料，在單晶爐的爐膛內(nèi)設(shè)置防氟涂層，防止?fàn)t膛及液冷系統(tǒng)受到含氟保護(hù)氣的侵蝕，防止因爐膛漏液而污染摻釹氟化釔鋰原料及保溫材料的狀況。

技術(shù)研發(fā)人員：萬文,萬黎明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽環(huán)巢光電科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240412
技術(shù)公布日：2025/5/19