一种LiF晶体的生长方法及其装置

技术领域

本发明属于氟化锂晶体的培育领域，具体为一种LiF晶体的生长方法及其装置。

背景技术

氟化锂的分子式为LiF，属立方晶系。实验表明，当用γ射线辐照LiF晶体时，有助于稳定的激光输出。利用(Mg，Cu，P)：LiF单晶可以制作热释光探测器及X射线荧光分析仪的探测元件。此外，LiF单晶还具有良好的透紫外线功能，且抗氟气侵蚀，可用以制作含氟激光器的窗口材料。

氟化锂晶体在培育的过程中，需要将原料放入晶体生长炉内进行培育。晶体生长炉是一种工艺试验仪器，主要适合制备氧化物，光子晶体金属，合金，化合物与各种单晶样品，其可调节生长过程中的气氛。

但是由于仪器本身的原因，晶体生长炉的反应炉较高，在使用的时候，操作人员需借助其他工具攀爬到高处打开反应炉放入原料或是取出培育好的晶体，在此过程中，操作人员由于重心不稳，很容易导致在放入原料或是取出晶体的时候将其意外洒出的情况，为此，这里提出一种LiF晶体的生长方法及其装置。

发明内容

本发明的目的在于：为解决上述背景技术中提出的晶体生长炉的反应炉较高，在使用的时候，操作人员需借助其他工具攀爬到高处打开反应炉放入原料或是取出培育好的晶体，在此过程中，操作人员由于重心不稳，很容易导致在放入原料或是取出晶体的时候将其意外洒出的问题，本发明提供了一种LiF晶体的生长方法及其装置。

为实现上述目的，本发明一方面提供了一种LiF晶体的生长装置，所述装置包括设备本体、反应炉、炉盖和坩埚，所述炉盖的底端对称固定有两个竖直方向的且位于反应炉内的拉杆，两个所述拉杆的底端均固定有与其垂直的且为可伸缩的连接杆，两个所述连接杆上相互靠近的一侧均固定有弧形的夹套，两个所述夹套配合用于固定坩埚，所述设备本体的一侧连接有安装架，所述安装架的顶端通过轴承转动连接有转杆，所述转杆的顶端固定有转盘，所述安装架上设置有用于驱动转杆进行转动的转动组件，所述转盘的顶端固定有竖直方向的导向板，所述炉盖上固定有卡合滑动连接在导向板上的固定杆，所述转盘上设置有用于驱动固定杆上下滑动的驱动组件。

进一步地，所述导向板上开设有竖直方向的滑槽，所述固定杆上远离炉盖的一端固定有与滑槽卡合滑动连接的滑块。

进一步地，所述滑槽为楔形槽，所述滑块为与楔形槽相适配的楔形块。

进一步地，所述驱动组件包括安装在转盘上的电动齿轮转向器，所述电动齿轮转向器的顶端转动连接有竖直方向的且活动贯穿导向板底端的丝杆，所述丝杆与滑块螺纹贯穿连接且其顶端通过轴承与滑槽的槽顶连接。

进一步地，所述转动组件包括连接在安装架上的且输出轴竖直向上的电机，所述电机的输出轴顶端和转杆的外周侧均固定有相互啮合的齿轮。

进一步地，所述反应炉的内壁上对称开设有竖直方向的且与其顶端相通的两个连接槽，每个所述拉杆分别位于对应的连接槽内，每个所述连接槽均为T形槽，每个所述拉杆均为与T形槽相适配的T形杆。

进一步地，每个所述连接杆均包括与对应的拉杆固定的空心杆，两个所述空心杆上相互靠近的一侧均滑动插接有与对应的夹套固定的插杆，所述空心杆和插杆之间设置有用于对插杆的滑动距离进行限定的限位组件。

进一步地，所述限位组件包括分别对称固定在每个插杆顶端、底端的限位块，每个所述空心杆的内壁上下两侧均开设有与对应的限位块配合连接的限位槽，每个所述限位槽上靠近对应的空心杆外侧的一端均不与对应的空心杆相通。

本发明另一方面提供了一种LiF晶体的生长方法，所述方法包括以下步骤：

向坩埚中装入原料；

向反应炉中放入坩埚；

向反应炉中装入保温材料；

反应炉抽真空至1000帕；

反应炉升温至884度到1350度之间保持3.5小时。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中，坩埚和炉盖连接，炉盖通过固定杆卡合滑动连接在导向板上，通过驱动组件的作用，可驱动固定杆、炉盖和坩埚同步上下移动，当坩埚上升到反应炉外后，通过转动组件的作用，使转杆带动转盘和导向板进行转动，从而使坩埚在竖直方向上与反应炉不接触，然后再通过驱动组件的作用将坩埚移动下来，通过这样的设置，可方便的对坩埚进行装炉和取出，避免人工取用时意外导致原料或晶体洒出的问题。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的A处结构放大示意图；

图3为本发明的主视结构示意图；

图4为本发明的侧视结构示意图；

图5为本发明的结构分解示意图；

图6为本发明的B处结构放大示意图；

图7为本发明的C处结构放大示意图；

图8为本发明的D处结构放大示意图；

图9为本发明的E处结构放大示意图；

图中：1、设备本体；2、反应炉；21、连接槽；3、炉盖；4、拉杆；5、连接杆；51、空心杆；52、插杆；521、限位块；6、夹套；61、螺栓；7、坩埚；8、安装架；81、转杆；9、转盘；10、转动组件；101、电机；102、齿轮；11、导向板；111、滑槽；12、固定杆；121、滑块；13、驱动组件；131、电动齿轮转向器；132、丝杆。

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；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他实施例，都属于本发明保护的范围。

本具体实施方式提供的LiF晶体的生长方法及其装置，如图1和图5所示，包括设备本体1、反应炉2、炉盖3和坩埚7，在炉盖3的底端对称固定有两个竖直方向的且位于反应炉2内的拉杆4，两个拉杆4的底端均固定有与其垂直的且为可伸缩的连接杆5，在两个连接杆5上相互靠近的一侧均固定有开口向内的且为弧形的夹套6，两个弧形的夹套6之间通过螺栓61配合连接形成一个用于固定坩埚7的环形套，此外，在设备本体1的一侧连接有安装架8，在安装架8的顶端通过轴承转动连接有可在原地进行转动的转杆81，而在转杆81的顶端固定有转盘9，除此之外，在安装架8上设置有用于驱动转杆81进行转动的转动组件10，在转盘9的顶端固定有竖直方向的导向板11，在炉盖3上固定有卡合滑动连接在导向板11上的固定杆12，而且在转盘9上还设置有用于驱动固定杆12上下滑动的驱动组件13，通过这样的设置，在使用本装置的时候，首先通过驱动组件13将坩埚7从反应炉2内取出，然后通过转动组件10使坩埚7在竖直方向上与反应炉2相对偏移，这样，再通过驱动组件13将坩埚7移动下来即可方便的将合成氟化锂的原料放入到坩埚7中，然后再逆向操作以上步骤将装有合成氟化锂原料的坩埚7放入到反应炉2内，接着合紧炉盖3、将反应炉2内抽真空至1000帕，然后将反应炉2升温至884度，使原料开始融化，之后，反应炉2内的温度需保持在884度至1350度之间，持续3.5小时之后即可降温冷却将培育好的氟化锂晶体取出。

固定杆12与导向板11卡合滑动连接的具体方式如图5和图6所示，在导向板11上开设有竖直方向的滑槽111，在固定杆12上远离炉盖3的一端固定有与滑槽111卡合滑动连接的滑块121，如图6所示，滑槽111为楔形槽，滑块121为与楔形槽相适配的楔形块。

驱动组件13的具体运作方式如图5所示，驱动组件13包括安装在转盘9上的电动齿轮转向器131，电动齿轮转向器131的顶端转动连接有竖直方向的且活动贯穿导向板11底端的丝杆132，丝杆132与滑块121螺纹贯穿连接且其顶端通过轴承与滑槽111的槽顶连接，这样，在电动齿轮转向器131的驱动下，使丝杆132在原地进行转动，即可使与丝杆132螺纹贯穿连接的且与滑槽111卡合滑动连接的滑块121沿滑槽111上下移动。

转动组件10的具体运作方式如图1和图2所示，转动组件10包括连接在安装架8上的且输出轴竖直向上的电机101，在电机101的输出轴顶端和转杆81的外周侧均固定有相互啮合的齿轮102，通过这样的设置，在电机101的驱动下，使两个齿轮102和转杆81同步进行转动。

为了保持坩埚7在反应炉2内移动时的稳定性，如图5和图7所示，在反应炉2的内壁上对称开设有竖直方向的且与其顶端相通的两个连接槽21，每个拉杆4分别位于对应的连接槽21内，且每个连接槽21均为T形槽，每个拉杆4均为与T形槽相适配的T形杆。

连接杆5可伸缩的原因如图8和图9所示，每个连接杆5均包括与对应的拉杆4固定的空心杆51，两个空心杆51上相互靠近的一侧均滑动插接有与对应的夹套6固定的插杆52，空心杆51和插杆52之间设置有用于对插杆52的滑动距离进行限定从而避免插杆52意外滑出的限位组件，限位组件包括分别对称固定在每个插杆52顶端、底端的限位块521，每个空心杆51的内壁上下两侧均开设有与对应的限位块521配合连接的限位槽，每个限位槽上靠近对应的空心杆51外侧的一端均不与对应的空心杆51相通，这样，当限位块521移动到限位槽上靠近对应的空心杆51外侧的一端的时候，便会被挡住，无法再进行移动。

在本装置空闲处，安置所有电器件与其相匹配的驱动器，并且通过本领域人员，将上述中所有驱动件，其指代动力元件、电器件以及适配的电源通过导线进行连接，具体连接手段，应参考下述表述中，各电器件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。