本实用新型涉及一种焰熔法人工合成宝石结晶炉，尤其是涉及其晶棒生长及退火一体的结晶炉。
背景技术：
随着社会的进步和科学技术的发展，人工合成宝石的方法和手段也在不断增多和更新,现今用的最为广泛的是焰熔法，焰熔法生长宝石装置由供料系统、气体燃烧系统、结晶炉体和下降系统组成。焰熔法缺点是火焰气体的温度不可能控制得很稳定，由此造成的温度变化使晶体产生较大的内应力，导致晶体的位错密度较高。同时由于氢氧火焰温度梯度较大，造成晶体结晶层的纵向温度梯度和横向温度梯度均较大，故生长出来的宝石晶体质量欠佳，不能用于激光等要求质量很高的半导体发光器件方面。
技术实现要素：
本实用新型要解决的问题在于提供一种利用结晶炉不同的温度区域，改变炉体结构尺寸，在晶体生长过程中同时对另一晶棒退火的一体化结晶炉。
本实用新型的上述技术问题是通过提供一种具有如下结构的结晶炉来解决的，该结晶炉包括：法兰、炉体外壳、保温纤维棉、磷酸盐水泥、晶种、石英观察窗，该结晶炉的封闭腔体由刚玉管的上盖和刚玉管连接的底盘组成，封闭腔体内置种晶固结逐渐生长形成晶棒，封闭腔体内置下降机构安放种晶，种晶固结生长先期形成的晶棒同样装入所述封闭腔体内。其种晶和晶棒处在不同的温度区域内，保持氢氧燃烧温度，设定封闭腔体内晶棒经升温恒温退火处理后，种晶生长过程时间完成。
作为本实用新型的进一步改进，上盖顶端小平台用耐火黏土固定种晶，底盘固定连接在升降杆端部，便于氢氧焰熔滴下落固结逐渐形成单晶体。
作为本实用新型的更进一步改进，晶棒放入封闭腔体的刚玉管内，上下及圆周填满刚玉砂，包裹晶棒使得温度分布均匀。
采用上述结构之后，晶体生长的过程可分接晶种，扩大放肩，等径生长三个阶段，要求下降机构保证起始位置能使晶体顶部温度高于晶体熔点而低于晶体沸点；把晶棒装入封闭腔体后缓慢升温至预定温度，然后进行长时间的恒温与缓慢退火，通过分子热运动，消除原有弹性形变，使生长过程的热应力得以释放。因此，结晶和退火一炉两用，同时进行，节约了生产时间、能源、场地、人力以及昂贵的退火炉成本。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是本实用新型焰熔法宝石生长及退火一体的结晶炉剖面图。
具体实施方式
在图1中可以看到法兰1是作为悬垂固定结晶炉炉体连接机架的刚性零件，较常规扩大保温材料磷酸盐水泥12炉膛，也就加大了耐高温刚玉管7的直径。从料斗下落的粉料通过氢氧焰熔化成小液滴，并洒落在封闭腔体上盖6顶部晶种4的熔融表面上，晶种4随下降机构慢慢下来，使熔融部分降到温度稍低的区域而结晶，但要保持熔融顶部有1-2mm厚的熔化层，并控制在一定的位置上，这样，晶体就在晶种4处慢慢长大起来。石英观察窗5可以观察控制氢氧比例，以便结晶生长。
同样图1可见，晶棒8置于温度分布均匀的刚玉管7内缓慢升温5-10h，退火温度一般控制在晶体熔点的60％以上，恒温，再缓慢冷却至室温。下降机构用伺服电机驱动滚珠丝杠副连接刚玉升降结晶杆11实现升降，封闭腔体包括底盘10的凸台插入升降结晶杆11管内，连接关系为动配合加重力，当晶体生长和退火工序完成后，先下降升降结晶杆11取下包括晶棒8的封闭腔体整体，换上带种晶4和内置待退火晶杆11的封闭腔体整体，上升升降结晶杆11作另一次晶体合成及退火。就此，打开封闭腔体上盖6掏出经退火处理的晶棒8包纸作为成品入箱；同时将先期取下的晶棒8半成品置入封闭腔体准备下一次置换。
1.一种焰熔法宝石生长及退火一体的结晶炉，该结晶炉的封闭腔体由刚玉管（7）的上盖（6）和刚玉管（7）连接的底盘（10）组成，所述封闭腔体内置种晶（4）固结逐渐生长形成晶棒（8），其特征在于：所述封闭腔体内置下降机构安放种晶（4），所述种晶（4）固结生长先期形成的晶棒（8）同样装入所述封闭腔体内。
2.根据权利要求1所述的结晶炉，其特征在于：所述上盖（6）顶端小平台用耐火黏土固定种晶（4），底盘（10）固定连接在升降杆（11）端部。
3.根据权利要求1所述的结晶炉，其特征在于：所述晶棒（8）放入所述封闭腔体的刚玉管（7）内，上下及圆周填满刚玉砂（9）。
技术总结