本实用新型涉及熔体籽晶法单晶生长炉设备领域，尤其涉及一种泡生法生长蓝宝石防止籽晶夹具脱扣结构。
背景技术：
泡生法是世界上公认的最适合生长大尺寸蓝宝石单晶的主流方法之一，将纯度为99.999%的高纯氧化铝原料放置在坩埚中加热至融化，调节炉温使坩埚内熔体上表面中心温度接近2050℃，下降籽晶杆，使籽晶杆接触熔体表面，在籽晶杆内冷却水的作用下，籽晶端部的熔体以籽晶为核心在轴向向下生长的同时在径向向四周生长，此过程称为引晶，通过引晶-扩肩-等径生长-收尾完成蓝宝石晶体的生长，引晶阶段十分重要，关系整个晶体的生长以及质量。
籽晶与籽晶杆之间通过籽晶夹套螺纹连接，现阶段籽晶杆随着使用周期变长螺纹会逐渐磨损，籽晶夹套与籽晶杆螺纹连接不紧密，且在引晶过程中籽晶杆需要逆时针旋转保证引晶的形状及质量，这会加快籽晶夹套与籽晶杆螺纹的脱扣，若籽晶夹具掉入坩埚内的氧化铝熔体中，不仅造成长晶停止，而且使得整个坩埚内的原料被污染。上述方法不仅造成能源的损耗，物料的报废，还会浪费宝贵的时间，影响生产的连续性，大大增加了生产成本。
技术实现要素：
本实用新型提供了上述问题的解决方法，即提供了一种长晶治具，用于熔体籽晶法单晶生长炉中固定籽晶，长晶治具包括用作冷却的籽晶杆、固定籽晶杆的夹套以及夹持籽晶的籽晶夹具。
籽晶杆为不锈钢和铜质材料制作的管路，不锈钢部分杆内设置冷却水回路，不锈钢一方面具有一点的韧性不易折断，另一方面又不至于材质太软，在旋转过程中摇晃降低长晶质量，铜质部分杆可部分或全部设置为实心杆，铜质材料导热能力优于不锈钢部分，作为热量传接头具有更好的冷却能力，有利于将热量传导到冷却水管路，铜质部分杆表面具有螺纹。
与之相匹配的，长晶治具还包括具有螺纹的夹套，夹套承接籽晶夹具和籽晶杆，为了避免在引晶旋转过程中，夹套与籽晶杆脱落，将夹套的截面设计成具有开口、侧壁和底部的u形，开口预留为与籽晶杆螺纹连接，侧壁内部具有与籽晶杆匹配的螺纹，侧壁可以设计成与籽晶杆平行或者不平行，侧壁内部设有多对通孔或者槽体，用于放置顶针，顶针穿过夹套的通孔或者槽体卡在籽晶杆的螺纹与螺纹之间，顶针可以是相对设置，也可以是三角设置等，顶针之间可以通过第一套索固定，有效阻止籽晶杆和夹具相对之间的上下移动，夹套底部具有孔洞。
籽晶夹具从夹套底部孔洞穿过的一端，具有内陷的凹槽，通过半圆环卡入凹槽内，半圆环为软质材料，既起到缓冲作用，又限定籽晶夹具相对夹套移动。籽晶夹具的另一端为籽晶夹持部，为了更好固定籽晶，籽晶夹持部具有工字型空间用于容纳固定籽晶。
根据本实用新型，优选的，顶针材料为耐高温的钼，钼相比钨铼成本更低。
根据本实用新型，优选的，为了进一步稳固该长晶治具，可以在治具上设置第二套索，第二套索连接捆绑籽晶杆和夹具。
根据本实用新型，优选的，第二套索的材料可以为钨铼线，具有较强的耐高温特性。
根据本实用新型，优选的，顶针的直径是变化的，靠近籽晶杆的一侧具有相对较小的直径。
本实用新型的有益效果包括上述实用新型内容所描述的作用，提升了长晶过程中治具的可靠性，避免由于螺纹磨损造成的籽晶夹具脱落的异常。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。此外，附图数据是描述概要，不是按比例绘制。
图1为本实用新型的实施例一的长晶治具的剖视示意图；
图2为本实用新型的实施例一中籽晶夹具的剖视示意图；
图3为本实用新型的实施例一的籽晶夹具与夹套配合的剖视示意图；
图4为本实用新型的实施例二的长晶治具的剖视示意图。
图中标示：100、籽晶杆；110、螺纹；200、夹套；210、螺纹；220、顶针；230、通孔；300、籽晶夹具；310、凹槽；320、籽晶夹持部；321、凸起；330、半圆环；400、套索。
具体实施方式
下面便结合附图对本实用新型若干具体实施例作进一步的详细说明。但以下关于实施例的描述及说明对本实用新型保护范围不构成任何限制。
应当理解，本实用新型所使用的术语仅出于描述具体实施方式的目的，而不是旨在限制本实用新型。进一步理解，当在本实用新型中使用术语“包含”、"包括"时，用于表明陈述的特征、整体、步骤、组件的存在，而不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、组件、封装件、和/或它们的组合的存在或增加。
除另有定义之外，本实用新型所使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义。应进一步理解，本实用新型所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本实用新型中明确如此定义之外。
传统大晶体的长晶工艺，普遍存在一个隐患，单纯采用传统长晶治具的螺纹配合传递对晶体的承载力，由于大晶体重量大，工艺复杂，往往会采用旋转拉晶等工艺，长时间使用后，螺纹配合容易松动。
参考图1，在本实用新型的第一个实施例中，提供一种长晶治具，用于熔体籽晶法单晶生长炉中固定籽晶，长晶治具包括用作冷却的籽晶杆100、固定籽晶杆100的夹套200以及夹持籽晶的籽晶夹具300。
参考图2，籽晶夹具300一端为圆柱形，在柱径方向具有内陷的凹槽310，籽晶夹具的另一端为籽晶夹持部320，为了更好固定籽晶，籽晶夹持部320具有工字型空间用于容纳固定籽晶，通过工字型的内壁凸起321卡住籽晶。
参考图3，长晶治具还包括具有螺纹210的夹套200，夹套200的截面设计成具有开口、具有螺纹210的侧壁和底部的u形或者桶型，夹套200的开口预留为与籽晶杆100螺纹连接，承接籽晶杆100和籽晶夹具300，夹套200侧壁内部具有与籽晶杆100匹配的螺纹210，侧壁可以设计成与籽晶杆100平行或者不平行，为了避免在引晶旋转过程中，籽晶杆100与夹套200脱落，侧壁内部设有通孔230或者槽体，通孔230或者槽体垂直于籽晶杆100，用于放置多根顶针220，在本实施例中顶针220采用耐高温金属钼，顶针220的直径可以是变化的，靠近籽晶杆100的一侧具有相对较小的直径。顶针220穿过夹套200的通孔或者槽体卡在籽晶杆100的螺纹110与螺纹110之间，利用卡扣连接，有效阻止籽晶杆100和夹套200相对之间的上下移动，夹套200底部具有孔洞，籽晶夹具300从夹套200底部孔洞穿过的，通过半圆环330卡入凹槽内，限定籽晶夹具300相对夹套200移动。籽晶夹具300的另一端为籽晶夹持部320，为了更好固定籽晶，籽晶夹持部320具有工字型空间用于容纳固定籽晶，籽晶夹持部320可以是半锅，也可以是由两个半锅配合形成的整锅，两个半锅之间通过卡扣或者钼线拼接，钼跟钨铼的区别主要是成本上，钼更便宜一些，整锅更有利于提升长晶均匀性。
继续参考图1，长晶治具的籽晶杆100的材料为不锈钢和铜质材料，不锈钢部分杆内设置冷却水回路，铜质部分杆可部分或全部设置为实心杆，铜质材料导热能力优于不锈钢部分，适合作为热量传接头与夹套相接，具有更好的冷却能力，有利于将热量传导到冷却水管路，铜质部分杆表面具有螺纹110。
参考图4，在本实用新型的第二个实施例中，可以在治具上设置套索400，套索400连接捆绑籽晶杆100和夹具300，套索400的材料可以为钨铼线，具有较强的耐高温特性。
以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非用于限定本实用新型，本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，可以对本实用新型做出各种修饰和变动，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应视权利要求书范围限定。
1.一种长晶治具，用于熔体籽晶法单晶生长炉中固定籽晶，长晶治具包括用作冷却的籽晶杆、固定籽晶杆的夹套以及夹持籽晶的籽晶夹具；籽晶杆和夹具具有相对应的螺纹，夹套承接籽晶夹具和籽晶杆，其特征在于，夹套与籽晶杆包括螺纹连接和卡扣连接。
2.根据权利要求1所述的一种长晶治具，其特征在于，将夹套的截面设计成具有开口、侧壁和底部的u形，开口预留为与籽晶杆螺纹连接，侧壁内部具有与籽晶杆匹配的螺纹，侧壁内部设有通孔或者槽体，用于放置一顶针，顶针穿过夹套的通孔或者槽体卡在籽晶杆的螺纹与螺纹之间。
3.根据权利要求1所述的一种长晶治具，其特征在于，顶针的材料为钼。
4.根据权利要求1所述的一种长晶治具，其特征在于，夹套底部具有孔洞，籽晶夹具的一端从夹套底部孔洞穿过，端部具有内陷的凹槽，通过半圆环卡入凹槽内，半圆环的直径大于孔洞的孔径，限定籽晶夹具相对夹套移动，籽晶夹具的另一端为籽晶夹持部，籽晶夹持部具有工字型空间用于容纳固定籽晶。
5.根据权利要求1所述的一种长晶治具，其特征在于，治具上设置有套索，套索连接捆绑籽晶杆和夹具。
6.根据权利要求5所述的一种长晶治具，其特征在于，套索的材料为钨铼线。
7.根据权利要求1所述的一种长晶治具，其特征在于，顶针的直径是变化的。
8.根据权利要求1所述的一种长晶治具，其特征在于，籽晶杆的材料包括不锈钢和铜质材料，靠近夹套的一端为铜制材料。
9.根据权利要求8所述的一种长晶治具，其特征在于，不锈钢部分的籽晶杆设有冷却循环水路。
技术总结