保温结构及蓝宝石晶体生长炉的制作方法-j9九游会真人

1.本发明涉及晶体生长技术领域，特别是涉及保温结构及蓝宝石晶体生长炉。


背景技术：

2.蓝宝石晶体优异的透明性和热导率使其成为制造高亮度led的理想衬底，同时，其优异的光学性能和电学性能又使其被广泛应用于各种半导体器件中。目前，已经在人工制造蓝宝石晶体以满足市场需求。
3.在工业中，通常采用泡生法生长蓝宝石晶体。引晶是采用泡生法生长蓝宝石晶体的关键步骤之一，它是将一个小的籽晶引入熔汤（即熔融状的氧化铝材料）中，从而启动蓝宝石晶体的生长过程。煮料是采用泡生法生长蓝宝石晶体的另一个步骤，它是将氧化铝原料加热熔化为熔融状的熔汤，该步骤位于引晶阶段之前。
4.煮料和引晶发生在惰性气体环境下。在传统技术中，蓝宝石晶体生长炉包括蓝宝石提拉轴和保温层，保温层内部设有加热装置和坩埚，坩埚内盛有氧化铝原料，保温层外部与保温层内部均为惰性气体环境。在煮料阶段，加热装置将氧化铝粉末熔化成熔汤。当需要引晶时，蓝宝石提拉轴穿过保温层而伸入保温层内部接触熔汤，从而启动蓝宝石晶体的生长过程。为了允许蓝宝石提拉轴穿过保温层，保温层上设有用于蓝宝石提拉轴通过的通孔。
5.在煮料阶段之前需要将籽晶放入蓝宝石晶体生长炉内，这样能够防止中途打开炉盖，避免重新营造惰性气体环境。然而，在煮料阶段，在氧化铝原料熔化分解的过程中会排出一些气态杂质，这些气态杂质通过保温层上的通孔上飘后与籽晶接触而污染籽晶。籽晶受到的污染越严重越不利于生长出高质量的晶体。此外，在煮料阶段，保温层内部的热量会通过通孔散失到保温层外部，降低了保温层的保温性能。


技术实现要素：

6.基于此，有必要针对上述问题，提供一种保温结构及蓝宝石晶体生长炉。在煮料阶段的前一段时间内，保温层被密封，这样能够防止气态杂质飘出保温层而污染籽晶，同时也能提高保温层的保温性能，提高蓝宝石晶体生长炉的煮料效率。
7.为了解决上述问题，本发明提供技术方案如下：一种保温结构，应用于蓝宝石晶体生长炉，所述蓝宝石晶体生长炉包括坩埚和蓝宝石提拉轴，所述保温结构包括：保温层，具有顶壁和容纳所述坩埚的保温腔，所述顶壁开设有用于所述蓝宝石提拉轴穿设的升降通道，所述升降通道与所述保温腔连通；及密封件，连接于所述顶壁且密封所述升降通道，包括易熔部和连接所述易熔部的密封本体，所述易熔部由助剂制成，所述密封本体由助剂和/或氧化铝制成，所述密封本体通过所述易熔部与所述顶壁连接。
8.本发明提供的保温结构至少具有如下有益效果：首先，在煮料阶段的前一段时间内，具体是在密封件处的温度上升至易熔部的熔
点之前的一段时间内，可以通过密封件密封升降通道，从而防止煮料阶段出现的气态杂质通过升降通道上飘而污染籽晶，进而保证蓝宝石晶体的生长质量。同时也能够提高保温层的保温性能，提高蓝宝石晶体生长炉的煮料效率。
9.其次，密封件的设置不会妨碍后续的引晶，这是因为：在密封件处的温度上升至易熔部的熔点之后，易熔部熔化而解除密封件与顶壁之间的连接，密封件便掉落，从而使升降通道完全敞开，进而允许蓝宝石提拉轴在引晶阶段通过升降通道伸入保温腔接触熔汤而实现引晶。
10.此外，掉落的密封件中，易熔部是由助剂制成，密封本体是由助剂和/或氧化铝制成，而氧化铝是生长蓝宝石晶体的原材料，助剂的添加则可以降低氧化铝的熔点，使蓝宝石晶体的生长过程更容易控制。因此，密封件掉入坩埚也不会引入杂质，不会降低蓝宝石晶体的生长品质。
11.在其中一个实施例中，所述易熔部卡设于所述升降通道的壁。
12.在其中一个实施例中，所述密封本体至少部分位于所述升降通道内，所述易熔部环设于所述密封本体且与所述密封本体共同密封所述升降通道。
13.在其中一个实施例中，所述密封本体贴合设置于所述顶壁的底端以封盖所述升降通道。
14.在其中一个实施例中，所述升降通道包括上通孔和位于所述上通孔下方的下通孔，所述上通孔孔壁下边缘在水平面内的正投影位于所述下通孔孔壁下边缘在水平面的正投影内，所述易熔部设于所述下通孔内。
15.如此设置，易熔部在下通孔内熔化，这可以限制易熔部熔化后未掉落的残留物的分布范围。由于上通孔孔壁下边缘在水平面内的正投影位于下通孔孔壁下边缘在水平面的正投影内，只需要将易熔部熔化后的残留物限制在下通孔内，那么，在蓝宝石提拉轴携带籽晶通过升降通道的过程中，籽晶和蓝宝石提拉轴均不会沾到易熔部熔化后的残留物。而且，在上通孔上不存在易熔部残留物的情况下，可以将上通孔的孔口设置得较小，只要能够允许蓝宝石提拉轴和籽晶通过即可，这样能够降低密封件掉落后保温层内部的热量通过升降通道逸出和外界较冷的气体通过升降通道进入保温层内部的程度，从而提高保温层的保温性能。
16.在其中一个实施例中，所述顶壁在所述上通孔和所述下通孔分界处形成台阶，所述密封件与所述台阶间隔设置。
17.如此设置，易熔部的上端面不会与台阶接触，易熔部熔化后的残留物不会通过台阶溢到上通孔孔壁的下边缘，从而将易熔部熔化后的残留物限制在下通孔内。
18.在其中一个实施例中，所述台阶上凸设有垫块，所述密封件的上端面与所述垫块接触。
19.如此设置，垫块可以将密封件与台阶隔开。而且，这可以防止密封件向上移动而发生松脱。
20.在其中一个实施例中，自所述下通孔靠近上通孔的一侧朝向远离所述上通孔的一侧延伸，所述下通孔的孔口逐渐缩小。
21.如此设置，便于将密封件卡在下通孔内，并且防止密封件向下移动而发生松脱。
22.在其中一个实施例中，所述助剂的材料为氟化铝。
23.如此设置，在密封件掉入坩埚后，密封件中的氟化铝可以降低氧化铝的熔点，使蓝宝石晶体的生长过程更容易控制，而且，氟化铝可以改善熔汤的性质，降低熔汤的表面张力，有助于蓝宝石晶体的生长。
24.本发明还提供一种蓝宝石晶体生长炉，该蓝宝石晶体生长炉包括上述的保温结构。
25.在该蓝宝石晶体生长炉中，通过设置上述的保温结构，能够防止煮料阶段出现的气态杂质通过升降通道上飘而污染籽晶，同时提高保温层的保温性能。
附图说明
26.图1为本发明一个实施例的蓝宝石晶体生长炉的结构示意图，图中，蓝宝石提拉轴位于第一端；图2为图1所示蓝宝石晶体生长炉在另一状态下的结构示意图，图中，蓝宝石提拉轴位于第二端；图3为图1所示蓝宝石晶体生长炉在又一状态下的结构示意图，图中，蓝宝石提拉轴位于第二端且部分伸入保温结构内；图4为图1所示实施例中部分结构的结构示意图；图5为本发明一个实施例的保温结构中部分结构的结构示意图；图6为本发明一个实施例的蓝宝石晶体生长炉的结构示意图，图中，动力单元处于非触发状态；图7为图6所示蓝宝石晶体生长炉中部分结构的结构示意图；图8为图6所示蓝宝石晶体生长炉中上分轴、弹性件和下分轴之间位置关系的示意图；图9为图8中上分轴的结构示意图；图10为图8中下分轴的结构示意图；图11为图6所示蓝宝石晶体生长炉中夹持组件夹持下分轴的示意图，图中，垂直于纸面的方向为铅锤方向；图12为本发明一个实施例的蓝宝石晶体生长炉的结构示意图，图中，形变动力件处于非触发状态；图13为图12中a处的放大示意图；图14为图12实施例在另一状态下的结构示意图，图中，形变动力件处于触发状态；图15为图14中b处的放大示意图；图16为图12所示实施例中上分轴的结构示意图；图17为图12所示实施例中下分轴的结构示意图。
27.附图标记：1、蓝宝石提拉轴；11、上分轴；111、盲孔；112、第一耳；113、止挡部；12、下分轴；121、第二耳；122、大径部；123、小径部；13、形变动力件；14、锁止件；2、炉体；21、炉盖；211、横移通道；2111、第一端；2112、第二端；22、炉壁；23、炉室；3、波纹管；4、保温结构；41、保温层；411、保温盖；412、保温筒；413、保温腔；414、升降通道；4141、上通孔；4142、下通孔；415、顶壁；416、垫块；42、密封件；421、易熔部；422、密封本体；5、坩埚；6、加热装置；7、籽晶；8、动力单元；81、弹性件；82、夹持组件；821、第一夹持件；8211、第一夹持位；822、第二夹
持件；8221、第二夹持位；83、第一转动装置；831、第一输出轴；84、第二转动装置；841、第二输出轴；85、升降装置；851、升降件。
具体实施方式
28.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
31.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
33.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
34.请参阅图1至图3，本发明提供一种蓝宝石晶体生长炉，该蓝宝石晶体生长炉包括炉体2、蓝宝石提拉轴1、保温结构4、坩埚5和加热装置6。炉体2包括炉盖21和炉壁22，炉盖21和炉壁22共同围出炉室23。坩埚5用于盛放氧化铝粉末，在煮料阶段，加热装置6加热坩埚5以使氧化铝粉末熔化成熔融状的熔汤。保温结构4设于炉室23内，用于保温。保温结构4包括保温层41，保温层41具有保温腔413，坩埚5和加热装置6均设于保温腔413内。
35.参阅图1，蓝宝石提拉轴1用于携带由氧化铝制成的籽晶7，在煮料阶段，蓝宝石提拉轴1位于保温结构4外；参阅图2和图3，在煮料阶段结束后，蓝宝石提拉轴1下降而伸入保
温腔413以使籽晶7接触熔汤而开始生长蓝宝石晶体。参阅图1至图4，保温层41具有顶壁415，顶壁415上设有与保温腔413连通的升降通道414，蓝宝石提拉轴1通过升降通道414穿过顶壁415而伸入保温腔413。升降通道414位于坩埚5的正上方，蓝宝石提拉轴1通过升降通道414下降后接触坩埚5内的熔汤而开始生长蓝宝石晶体。
36.参阅图1至图3，在本发明提供的蓝宝石晶体生长炉中，炉盖21上设有横移通道211，蓝宝石提拉轴1可活动地穿设于横移通道211。横移通道211具有第一端2111和第二端2112，升降通道414与第一端2111错位设置且与第二端2112正对设置，蓝宝石提拉轴1能够处于第一端2111和第二端2112。
37.如图1所示，在煮料阶段，蓝宝石提拉轴1移动至第一端2111（图中未标号），从而与升降通道414错开，进而远离从升降通道414飘出的气态杂质，这样可以降低蓝宝石提拉轴1所携带的籽晶7被气态杂质污染的程度，有利于生长高质量的蓝宝石晶体。如图2所示，在煮料阶段完成之后，再将蓝宝石提拉轴1移动至第二端2112（图中未标号）以使蓝宝石提拉轴1与升降通道414正对。之后，如图3所示，将蓝宝石提拉轴1通过升降通道414伸入保温腔413内接触熔汤以开始生长蓝宝石晶体。
38.在图1所示实施例中，保温层41包括保温盖411和保温筒412，保温盖411盖设于保温筒412以形成顶壁415，保温盖411与保温筒412共同围设形成保温腔413。
39.可以理解，在图1所示实施例中，保温层41可以视为上下拼接的分体式结构。在其他实施例中，保温层41可以设置为左右拼接的分体式结构。示例性地，保温层41被一道竖直设置的平面分成第一分体和第二分体，该平面经过升降通道414。换言之，保温层41由第一分体和第二分体拼接而成，保温层41顶壁415的一部分和侧壁的一部分位于第一分体，保温层41顶壁415的另一部分和侧壁的另一部分位于第二分体，升降通道414由第一分体和第二分体共同围出。第一分体和第二分体之间可以通过螺纹连接或者卡接或者铆接的方式固定连接而组装成保温层41。在蓝宝石晶体生长完成后，将第一分体和第二分体分离以取出蓝宝石晶体。
40.在图1所示实施例中，加热装置6设于炉室23内且套设于坩埚5以包围坩埚5的底壁和侧壁。在其他实施例中，加热装置6也可以只设于坩埚5底壁下方或坩埚5侧壁外。
41.在一些实施例中，蓝宝石晶体生长炉包括提拉轴操纵装置，提拉轴操纵装置包括升降单元和横移单元，升降单元带动蓝宝石提拉轴1升降，横移单元带动蓝宝石提拉轴1沿着横移通道211横移。升降单元和横移单元可以是滑台结构，也可以是滚珠丝杠结构，本发明对升降单元和横移单元的结构形式不作具体限定。
42.在图1所示实施例中，横移通道211上第二端2112所在的部位与蓝宝石提拉轴1仿形适配。由此，有利于蓝宝石提拉轴1准确地停在升降通道414的正上方，便于蓝宝石提拉轴1准确地通过升降通道414下降至保温腔413内接触熔汤。
43.在图1所示实施例中，横移通道211为腰型通孔，第一端2111和第二端2112分别位于横移通道211的两个半圆弧段。在该实施例中，横移通道211上第二端2112所在的部位指的是横移通道211上第二端2112所在的半圆弧段。一方面，这便于开设横移通道211。另一方面，横移通道211的两个半圆弧段与蓝宝石提拉轴1之间的间隙较小，有利于减小横移通道211的面积，提高炉体2的保温效果。
44.参阅图4并结合图1、图2，保温结构4还包括密封件42，密封件42全部或者一部分位
于升降通道414内。由此，一方面，密封件42能够将升降通道414至少部分盖住，部分地阻挡气态杂质飘出，从而减少在煮料阶段通过升降通道414飘出的气态杂质的量，进而降低籽晶7被气态杂质污染的程度；另一方面，密封件42可以部分地遮挡升降通道414，有利于降低保温腔413内的热量通过升降通道414散失于外界的程度，有利于提高保温结构4的保温效果，提高蓝宝石晶体生长炉的煮料效率。
45.在一些实施例中，密封件42上开设缝隙，以便于籽晶7在下降过程中戳破密封件42伸入保温腔413接触熔汤。为易于戳破密封件42，缝隙呈放射状，比如“十”字形。当然，缝隙也可以是其他形状，比如，在一些实施例中，缝隙呈“一”字形。本发明对缝隙的形状不作具体限定，只要便于籽晶7在下降过程中轻易地戳破密封件42伸入坩埚5即可。
46.在一些实施例中，为便于戳破密封件42，密封件42设置成薄膜状。为了便于密封件42在高温环境中使用，密封件42由碳纤维、镍基合金、钼合金、氧化铝中的一者或多者制成。
47.参阅图4并结合图1、图2，密封件42连接于顶壁415且密封升降通道414。密封件42包括易熔部421和连接易熔部421的密封本体422。易熔部421由助剂制成，密封本体422由助剂和/或氧化铝制成，密封本体422通过易熔部421与顶壁415连接。在煮料阶段的前一段时间内，保温结构4内的温度逐渐上升。在密封件42处的温度上升至易熔部421的熔点之前，密封件42始终连接于顶壁415且密封升降通道414；在密封件42处的温度上升至易熔部421的熔点之后，易熔部421熔化而解除密封件42与顶壁415之间的连接，密封件42便掉落，从而使升降通道414完全敞开。
48.在煮料阶段的前一段时间内，具体是在密封件42处的温度上升至易熔部421的熔点之前的一段时间内，可以通过密封件42密封升降通道414，从而防止煮料阶段出现的气态杂质通过升降通道414上飘而污染籽晶7，进而保证蓝宝石晶体的生长质量。同时也能够提高保温层41的保温性能，提高蓝宝石晶体生长炉的煮料效率。
49.而且，密封件42的设置不会妨碍后续的引晶，这是因为：在密封件42处的温度上升至易熔部421的熔点之后，易熔部421熔化而解除密封件42与顶壁415之间的连接，密封件42便掉落，从而使升降通道414完全敞开，进而允许蓝宝石提拉轴1在引晶阶段通过升降通道414伸入保温腔413接触熔汤而实现引晶。
50.此外，掉落的密封件42中，易熔部421是由助剂制成，密封本体422是由助剂和/或氧化铝制成，而氧化铝是生长蓝宝石晶体的原材料，助剂的添加则可以降低氧化铝的熔点，使蓝宝石晶体的生长过程更容易控制。因此，密封件42掉入坩埚5也不会引入杂质，不会降低蓝宝石晶体的生长品质。
51.需要说明的是，在蓝宝石晶体生长炉中通常会设置与保温层41内部连通的惰性气体循环装置。具体地，在保温层41的顶壁415和/或侧壁上设有开口，惰性气体循环装置通过开口与保温层41内部连通，以在抽出保温层41内的气体的同时向保温层41内通入惰性保护气体（比如氩气或氮气），从而维持保温层41内的惰性气体环境。本发明可以利用该惰性气体循环装置在煮料阶段将大部分气态杂质抽出保温层41，防止气态杂质在保温层41内富集，保证保温层41内只残留很少的气态杂质。这样，在密封件42掉落而使升降通道414完全敞开后，只有很少的气态杂质会与籽晶7接触，从而显著降低籽晶7受气态杂质污染的程度。
52.参阅图4，密封本体422为扁圆柱体，易熔部421为环状体，易熔部421环设于密封本体422，易熔部421的外周面与升降通道414的壁适配。在其他实施例中，易熔部421和密封本
体422共同组成实心的扁圆柱体，易熔部421为弧状体且包覆于密封本体422的外侧。
53.参阅图4并结合图1、图2，易熔部421卡设于升降通道414的壁。在图4所示实施例中，密封本体422和易熔部421均位于升降通道414内，易熔部421环设于密封本体422且与密封本体422共同密封升降通道414。当然，在其他实施例中，密封本体422和/或易熔部421可以只有一部分位于升降通道414内。
54.在另一些实施例中，密封本体422贴合设置于顶壁415的底端以封盖升降通道414并通过卡设于升降通道414的壁的易熔部421与顶壁415的底端保持接触。在这些实施例中，为便于组装，顶壁415设置为左右拼接的分体式结构。示例性地，顶壁415被一道竖直设置的平面分成第三分体和第四分体，升降通道414的壁的一部分位于第三分体，另一部分位于第四分体。在组装保温结构4时，可以先将密封本体422贴在第三分体的底端并将易熔部421的一端搭在位于第三分体上的升降通道414的壁，再将第四分体的底端贴在密封本体422上并使位于第四分体上的升降通道414的壁抵压在易熔部421的另一端，之后将第四分体固定连接于第三分体。第四分体和第三分体之间可以通过螺纹连接或者卡接或者铆接的方式固定连接，本发明对第四分体与第三分体的固定连接方式不作具体限定。
55.在一些实施例中，易熔部421与升降通道414的壁紧配合以卡在升降通道414的壁上。比如，在图4所示实施例中，易熔部421上与顶壁415接触的面设置为粗糙面，升降通道414的壁上与易熔部421接触的区域设置为粗糙区域，易熔部421在力的作用下被压进升降通道414直至粗糙面与粗糙区域充分接触，从而使易熔部421全部或者一部分通过摩擦力卡在升降通道414内。再比如，在另一些实施例中，易熔部421为环状体，升降通道414的壁的一部分呈内圆柱状，这部分的直径略小于易熔部421的外径，以使这部分与易熔部421形成过盈配合，从而使易熔部421全部或者一部分卡在升降通道414内。
56.在另一些实施例中，顶壁415上设有弹性施力件，弹性施力件的一端固设于顶壁415或者与顶壁415形成为一体，另一端抵接易熔部421以将易熔部421压在升降通道414的壁上，从而使易熔部421全部或者一部分卡在升降通道414内。
57.在图5所示实施例中，升降通道414包括上通孔4141和位于上通孔4141下方的下通孔4142，易熔部421卡设于下通孔4142内。由此，易熔部421在下通孔4142内熔化，这可以限制易熔部421熔化后未掉落的残留物的分布范围。上通孔4141孔壁下边缘在水平面内的正投影位于下通孔4142孔壁下边缘在水平面的正投影内，这样，只需要将易熔部421熔化后的残留物限制在下通孔4142内，那么，在蓝宝石提拉轴1携带籽晶7通过升降通道414的过程中，籽晶7和蓝宝石提拉轴1均不会沾到易熔部421熔化后的残留物。而且，在上通孔4141上不存在易熔部421残留物的情况下，可以将上通孔4141的孔口设置得较小，只要能够允许蓝宝石提拉轴1和籽晶7通过即可，这样能够降低保温层41内的热量在密封件42掉落后通过升降通道414逸出和外界温度较低的气体通过升降通道414进入保温层41内的程度，从而提高保温层41的保温性能。
58.在图5所示实施例中，顶壁415在上通孔4141和下通孔4142分界处形成台阶，密封件42与台阶间隔设置。由此，易熔部421的上端面不会与台阶接触，易熔部421熔化后的残留物不会通过台阶溢到上通孔4141孔壁的下边缘，从而将易熔部421熔化后的残留物限制在下通孔4142内。当然，在其他实施例中，也可以将台阶倾斜设置，台阶上越靠近下通孔4142孔壁的部分，其高度位置越低，这样也能防止易熔部421熔化后的残留物通过台阶移到上通
孔4141孔壁的下边缘。
59.在图5所示实施例中，台阶上凸设有垫块416，密封件42的上端面与垫块416接触。由此，垫块416可以将密封件42与台阶隔开。而且，这可以防止密封件42向上移动而发生松脱。
60.在图5所示实施例中，自下通孔4142靠近上通孔4141的一侧朝向远离上通孔4141的一侧延伸，下通孔4142的孔口逐渐缩小。由此，便于将密封件42卡在下通孔4142内，并且防止密封件42向下移动而发生松脱。示例性地，下通孔4142为锥孔。
61.可以理解，在图5所示实施例中，垫块416和下通孔4142孔壁所组成的整体与密封件42形成了形状锁合。换言之，在图5所示实施例中，密封件42通过形状锁合的方式便能卡在下通孔4142内。
62.在图5所示实施例中，为便于组装，顶壁415设置为上下拼接的分体式结构。示例性地，顶壁415被一道水平设置的平面分成上分体和下分体，升降通道414的壁的一部分位于上分体，另一部分位于下分体，上通孔4141和垫块416设于上分体，下通孔4142设于下分体。在组装保温结构4时，可以先将密封件42装在下通孔4142内，再将上分体盖合于下分体并与下分体固定连接。上分体和下分体之间可以通过螺纹连接或者卡接或者铆接的方式固定连接，本发明对上分体和下分体的固定连接方式不作具体限定。
63.示例性地，助剂的材料为氟化铝。在密封件42掉入坩埚5后，密封件42中的氟化铝可以降低氧化铝的熔点，使蓝宝石晶体的生长过程更容易控制，而且，氟化铝可以改善熔汤的性质，降低熔汤的表面张力，有助于蓝宝石晶体的生长。
64.在上述实施例中，当易熔部421和密封本体422由同一材料制成时，比如均由氟化铝制成时，为便于制造，密封本体422与易熔部421一体成型；当易熔部421和密封本体422由不同材料制成时，比如易熔部421由氟化铝制成而密封本体422由氧化铝制成，密封本体422和易熔部421固定连接或形成为一体。
65.在图6所示实施例中，密封件42由氧化铝制成，密封件42具有第一状态和第二状态，在第一状态下，密封件42连接于顶壁415且密封升降通道414。在第二状态下，蓝宝石提拉轴1移动并抵压密封件42以使密封件42脱离顶壁415，从而使升降通道414敞开，以允许蓝宝石提拉轴1在引晶阶段穿过升降通道414。密封件42脱离顶壁415后掉入坩埚5内并在高温下逐渐熔化而成为熔汤的一部分。
66.在整个煮料阶段，可以通过处于第一状态的密封件42密封升降通道414，从而防止煮料阶段出现的气态杂质通过升降通道414上飘而污染籽晶7，进而保证蓝宝石晶体的生长质量。同时也能够提高保温结构4的保温性能，提高蓝宝石晶体生长炉的煮料效率。
67.而且，密封件42的设置不会妨碍后续的引晶，这是因为密封件42在第二状态下被蓝宝石提拉轴1推离顶壁415，从而使升降通道414完全敞开，进而允许蓝宝石提拉轴1在引晶阶段通过升降通道414伸入保温腔413接触熔汤而实现引晶。
68.此外，掉入坩埚5的密封件42由氧化铝制成，氧化铝是蓝宝石生长的原材料，掉入坩埚5的密封件42在高温下逐渐熔化而成为熔汤的一部分，可以用于生长蓝宝石晶体。因此，密封件42掉入坩埚5也不会引入杂质，不会影响晶体的生长品质。
69.参阅图6和图7，密封件42卡设于顶壁415。具体地，在图7所示实施例中，密封件42与升降通道414的壁紧配合。比如，在图7所示的实施例中，密封件42上与顶壁415接触的面
设置为粗糙面，升降通道414的壁上与密封件42接触的区域设置为粗糙区域，密封件42在力的作用下被压进升降通道414直至粗糙面与粗糙区域充分接触，从而使密封件42全部或者一部分卡在升降通道414内。再比如，在另一些实施例中，密封件42为圆柱体，升降通道414的壁的一部分呈内圆柱状，这部分的直径略小于密封件42的直径，以使这部分与密封件42形成过盈量较小的过盈配合，从而使密封件42全部或者一部分卡在升降通道414内并能够通过较小的力将密封件42推离升降通道414的壁。
70.在另一些实施例中，蓝宝石晶体生长炉还包括弹性施力件，弹性施力件的一端固设于顶壁415或者与顶壁415形成为一体，弹性施力件的另一端抵接密封件42以将密封件42压在升降通道414的壁上，从而使密封件42全部或者一部分卡在升降通道414内。
71.为了使上述的弹性施力件能够在炉室23内的高温环境中稳定地发挥作用，弹性施力件由镍基合金或钼合金或陶瓷材料制成。弹性施力件可以为弹簧，比如：螺旋弹簧、扭簧或者卷簧。其中，由陶瓷材料制成的弹性施力件可以为陶瓷弹簧。
72.密封件42也可以位于顶壁415下方并在顶壁415下方封盖升降通道414。比如，在一些实施例中，顶壁415的底侧环绕升降通道414开设环形凹槽，密封件42的顶侧向上凸设第一凸台，第一凸台卡入环形凹槽，并且密封件42的顶侧与顶壁415的底侧贴合设置以使密封件42封盖升降通道414。当然，在其他实施例中，环形凹槽可以开设于密封件42的顶侧，第一凸台可以凸设于顶壁415的底侧。
73.再比如，在另一些实施例中，顶壁415的底侧向下凸设有环绕升降通道414的第二凸台，密封件42的顶侧向上凸设第一凸台，第一凸台套设且卡在第二凸台上。当然，在其他实施例中，也可以是第二凸台套设且卡在第一凸台上。第一凸台可以为环状体，也可以分为多段结构，多段结构间隔设置且位于同一环形。第二凸台可以采用类似于第一凸台的结构。
74.在一些实施例中，蓝宝石提拉轴1为一体式结构，蓝宝石提拉轴1与升降通道414正对设置，蓝宝石提拉轴1与上述提拉轴操纵装置的升降单元固定连接或形成为一体。由此，可以通过升降单元推动蓝宝石提拉轴1下降从而将位于蓝宝石提拉轴1正下方的密封件42推离顶壁415。
75.参阅图8并结合图9、图10，在一些实施例中，蓝宝石提拉轴1为分体式结构。蓝宝石提拉轴1包括上分轴11和用于携带籽晶7的下分轴12，下分轴12与上分轴11可活动地连接，下分轴12至少部分位于炉室23内并且与升降通道414正对设置。蓝宝石晶体生长炉还包括动力单元8，动力单元8具有触发状态，在触发状态下，动力单元8推动下分轴12相对上分轴11向下运动。由此，当需要引晶时，可以使上分轴11保持静止，同时动力单元8进入触发状态而推动下分轴12向下移动，从而将位于下分轴12正下方的密封件42推离顶壁415，以使下分轴12伸入保温腔413，从而使下分轴12所携带的籽晶7接触熔汤，开始生长蓝宝石晶体。
76.参阅图6，为了便于下分轴12通过升降通道414，升降通道414呈倒圆台状。
77.在一些实施例中，上分轴11与上述的提拉轴操纵装置固定连接或形成为一体。通过上述的提拉轴操纵装置可以控制上分轴11处于静止状态或升降。
78.在传统的晶体生长炉中，波纹管3套设于蓝宝石提拉轴1外部以密封炉室23。在引晶阶段，随着蓝宝石提拉轴1携带籽晶7下降，波纹管3会逐渐压缩，这会导致波纹管3内温度较低的气体进入炉室23内而影响炉室23内的热场分布，对蓝宝石晶体的生长产生不利影响。
79.参阅图6，本发明提供的蓝宝石晶体生长炉包括炉盖21和波纹管3，上分轴11穿设于炉盖21，波纹管3套设于上分轴11。由于波纹管3套设于上分轴11，在引晶过程中，下分轴12的移动不会牵动波纹管3，不会导致波纹管3发生压缩。由此，该晶体生长炉在实现引晶的同时能够保证波纹管3不发生压缩，从而防止波纹管3内温度较低的气体进入炉室23内而影响炉室23内的热场分布，进而避免对蓝宝石晶体的生长产生不利影响。
80.参阅图8，下分轴12滑动连接于上分轴11。当动力单元8进入触发状态后，动力单元8推动下分轴12相对上分轴11向下滑动，在该过程中保持上分轴11静止，这样动力单元8便推动下分轴12向下滑动从而使籽晶7接触熔汤。
81.参阅图8，上分轴11套设于下分轴12。一方面，这使得上分轴11和下分轴12组成了滑动连接；另一方面，这使得蓝宝石提拉轴1的结构变得紧凑，能够减小蓝宝石提拉轴1的整体尺寸，从而减小蓝宝石提拉轴1占用的空间，有利于减小蓝宝石晶体生长炉的尺寸。
82.参阅图6并结合图8、图11，动力单元8包括弹性件81和夹持组件82，弹性件81设于上分轴11与下分轴12之间。动力单元8具有非触发状态，在非触发状态下，夹持组件82夹持下分轴12以使弹性件81处于压缩状态，如图6所示。在触发状态下，夹持组件82松开下分轴12后，弹性件81伸展推动下分轴12，从而将密封件42推离顶壁415。
83.具体地，在非触发状态下，保持上分轴11静止，夹持组件82夹持下分轴12而使下分轴12也保持静止。并且，在非触发状态下，沿着高度方向，弹性件81的长度小于弹性件81的原长，换言之，上分轴11和下分轴12之间用于容纳弹性件81的空间的高度小于弹性件81的原长。由此，在非触发状态下，弹性件81处于压缩状态。
84.参阅图6和图8，弹性件81套设于下分轴12。在非触发状态下，弹性件81的上端抵接上分轴11，弹性件81的下端抵接下分轴12。
85.在图6所示实施例中，弹性件81为螺旋弹簧。
86.参阅图9，上分轴11开设有盲孔111，盲孔111沿着竖直方向延伸并贯穿上分轴11的下端。参阅图10，下分轴12包括位于上段的大径部122和位于中段的小径部123。参阅图8，大径部122与盲孔111的内壁适配，小径部123的直径小于大径部122的直径。在上分轴11上盲孔111边缘处沿着盲孔111的径向朝向上分轴11的轴线凸设有一圈环形的止挡部113，止挡部113的内径介于小径部123的直径和大径部122的直径之间。大径部122全部位于盲孔111内，小径部123穿设于止挡部113，弹性件81套设于小径部123且位于盲孔111外。由此，大径部122被限制在盲孔111内，大径部122最远只能下降至止挡部113。于是，在动力单元8进入触发状态后，弹性件81推动下分轴12向下移动直至大径部122移动至止挡部113，之后大径部122便无法继续向下移动而始终搭接于止挡部113。这样便能限制大径部122的位置，从而限制籽晶7的位置，保证籽晶7在准确的位置开始引晶。在弹性件81的上端和下端分别固设于上分轴11和下分轴12的情况下，还能防止弹性件81发生过度拉伸而失去弹性，有利于弹性件81的重复使用。
87.参阅图6和图11，夹持组件82包括第一夹持件821和第二夹持件822，第一夹持件821和第二夹持件822均可活动地设置于炉室23内。在非触发状态下，第一夹持件821和第二夹持件822均抵接下分轴12以共同夹持下分轴12。在触发状态下，第一夹持件821和第二夹持件822中的至少一者脱离下分轴12以松开下分轴12，弹性件81发生伸展而推动下分轴12相对上分轴11向下移动。由此，可以通过第一夹持件821和第二夹持件822控制下分轴12处
于非触发状态或进入触发状态。
88.参阅图11，第一夹持件821具有第一夹持位8211，第二夹持件822具有第二夹持位8221，第一夹持位8211和第二夹持位8221均呈内凹的弧状。在非触发状态下，第一夹持位8211和第二夹持位8221相对以共同夹持下分轴12。
89.参阅图6和图11，在第一实施例中，第一夹持位8211和第二夹持位8221处于同一水平面内。
90.在图6所示实施例中，为了使动力单元8由非触发状态切换至触发状态，第一夹持件821和第二夹持件822均可转动地设置于炉室23内，第一夹持件821和第二夹持件822的转轴均沿着铅锤方向。使第一夹持件821和第二夹持件822相向靠近地旋转直至第一夹持件821和第二夹持件822均抵接下分轴12，以共同夹持下分轴12而使动力单元8处于非触发状态。当需要引晶时，第一夹持件821和第二夹持件822相对远离地旋转而松开下分轴12以使动力单元8进入触发状态。
91.参阅图6并结合图11，为了实现第一夹持件821和第二夹持件822可转动地设置于炉室23内，动力单元8还包括第一转动装置83和第二转动装置84，第一转动装置83具有可转动的第一输出轴831，第一夹持件821连接于第一输出轴831，第一夹持件821与第一输出轴831固定连接或形成为一体。第二转动装置84具有可转动的第二输出轴841，第二夹持件822连接于第二输出轴841，第二夹持件822与第二输出轴841固定连接或形成为一体。第一输出轴831和第二输出轴841的转轴均沿着铅锤方向。使第一夹持件821和第二夹持件822相向靠近地旋转直至第一夹持件821和第二夹持件822均抵接下分轴12以共同夹持下分轴12，便能使动力单元8处于非触发状态。当需要引晶时，第一夹持件821和第二夹持件822相对远离地旋转而松开下分轴12以使动力单元8进入触发状态。
92.在其他实施例中，第一夹持件821和第二夹持件822中的一者可转动地设置于炉室23内，并且不可转动的一者在非触发状态下抵接下分轴12。由此，使第一夹持件821和第二夹持件822中可转动的一者旋转靠近另一者直至抵接下分轴12，便能使动力单元8处于非触发状态。当需要引晶时，第一夹持件821和第二夹持件822中可转动的一者旋转远离另一者而松开下分轴12，便能使动力单元8进入触发状态。
93.当然，在另一些实施例中，也可以设置两个移动装置分别带动第一夹持件821和第二夹持件822相向靠近地移动以共同夹住下分轴12或相对远离地移动以松开下分轴12。
94.在图6所示的实施例中，动力单元8还包括两个升降装置85，每一升降装置85具有可升降的升降件851，第一转动装置83和第二转动装置84分别固设于这两个升降装置85的升降件851。由此，可以通过第一转动装置83和第二转动装置84的旋转而使夹持组件82夹持住下分轴12，在夹持组件82夹持住下分轴12的情况下，升降装置85可以通过带动第一转动装置83和第二转动装置84下降，从而带动夹持组件82和下分轴12下降，进而使下分轴12将密封件42推离顶壁415。当然，升降装置85也可以带动下分轴12上升，换言之，升降装置85可以带动下分轴12升降，可以通过升降装置85调节籽晶7的位置。
95.在其他实施例中，可以将第一转动装置83和第二转动装置84固定在一起，但使第一输出轴831和第二输出轴841保持独立。这样，只需要在动力单元8中设置一个升降装置85，通过单个升降装置85便能同时带动第一转动装置83和第二转动装置84升降。
96.在一些实施例中，夹持组件82夹持的是弹性件81而不是下分轴12，弹性件81的下
端固定连接于下分轴12。由此，夹持组件82夹持弹性件81便能使弹性件81沿着铅锤方向保持压缩状态，从而使动力单元8处于非触发状态且下分轴12被弹性件81的下端拉住。夹持组件82松开弹性件81，弹性件81发生伸展而推动下分轴12相对上分轴11向下移动，在该过程中保持上分轴11静止，弹性件81便推动下分轴12向下移动。
97.在一些实施例中，动力单元8不包括弹性件81，在需要引晶时，由升降装置85带动第一转动装置83和第二转动装置84下降，从而带动夹持组件82和下分轴12下降以使籽晶7接触熔汤，启动蓝宝石晶体的生长过程。
98.参阅图12、图13，在一些实施例中，蓝宝石提拉轴1还包括形变动力件13。形变动力件13设于上述的上分轴11与上述的下分轴12之间。形变动力件13也具有伸展推动下分轴12相对上分轴11移动的触发状态。
99.对比图12和图14，当需要引晶时，保持上分轴11静止，同时形变动力件13进入触发状态，形变动力件13发生伸展从而推动下分轴12向下移动，进而通过下分轴12使籽晶7接触熔汤（即熔融状的氧化铝材料），启动蓝宝石晶体的生长过程，实现引晶。由于波纹管3套设于上分轴11，在引晶过程中，形变动力件13的伸展和下分轴12的移动均不会牵动波纹管3，不会导致波纹管3发生压缩。由此，蓝宝石晶体生长炉在实现引晶的同时能够保证波纹管3不发生压缩，从而防止波纹管3内温度较低的气体进入炉室23内而影响炉室23内的热场分布，进而避免对蓝宝石晶体的生长产生不利影响。
100.可以理解，在图12所示实施例中，由于设置了形变动力件13，不需要再设置动力单元8。
101.形变动力件13也具有非触发状态，形变动力件13的非触发状态指的是形变动力件13在进入触发状态之前的状态。下文中为描述蓝宝石提拉轴1的结构和工作原理所涉及的方向指的是蓝宝石提拉轴1在如图12应用于蓝宝石晶体生长炉的状态下的方向。
102.参阅图13，形变动力件13全部位于该盲孔111内，并且，在非触发状态下，形变动力件13的一端连接于盲孔111的孔壁，另一端连接于下分轴12。下分轴12的一部分位于盲孔111内，另一部分位于盲孔111外。当然，在其他实施例中，在形变动力件13处于非触发状态时，下分轴12也可以全部位于盲孔111内。
103.可以理解，对于图8所示实施例中的弹性件81和图13所示实施例中形变动力件13，它们的设置方式可以互换，即：在图8所示实施例中，弹性件81也可以设置于盲孔111内；在图13所示实施例中，形变动力件13也可以设置于盲孔111外且套设于小径部123。
104.参阅图13，形变动力件13为弹性体，蓝宝石提拉轴1还包括锁止件14，锁止件14两端分别连接上分轴11和下分轴12以使形变动力件13处于压缩状态。可以理解，在被锁止件14连接后，上分轴11和下分轴12之间的相对移动受到限制，换言之，上分轴11和下分轴12被锁止件14拉住，形变动力件13无法伸展推动下分轴12相对上分轴11移动，这样能够使形变动力件13稳定地处于非触发状态。当锁止件14断开或者锁止件14与上分轴11脱离或者锁止件14与下分轴12脱离后，上分轴11和下分轴12之间的限制被解除，形变动力件13进入触发状态。
105.示例性地，在第一实施例中，形变动力件13为弹簧。
106.参阅图14、图15并结合图17，如前所述，大径部122被限制在盲孔111内，大径部122最远只能下降至止挡部113，这能够防止形变动力件13过度拉伸而失去弹性，有利于形变动
力件13的重复使用。
107.参阅图13并结合图16和图17，为了便于将锁止件14连接于上分轴11和下分轴12，上分轴11的外圆周面上设有第一耳112，下分轴12的圆柱面上设有第二耳121。锁止件14的上端连接于第一耳112，锁止件14的下端连接于第二耳121。
108.参阅图13，锁止件14呈丝状，这便于使锁止件14断开以使形变动力件13由非触发状态进入触发状态。
109.进一步地，锁止件14为金属丝。由此，能够通过升高温度的方式熔断锁止件14以使锁止件14断开。在开始引晶之前，蓝宝石晶体生长炉内的温度一直在升高。定义蓝宝石晶体生长炉内锁止件14所在位置处在引晶开始时的温度为第一温度，在图12所示实施例中，采用熔点与第一温度一致的金属制作锁止件14，这样，当蓝宝石晶体生长炉内锁止件14所在位置的温度升高至第一温度时，锁止件14便熔断，形变动力件13进入触发状态发生伸展。在这个过程中，保持上分轴11静止，下分轴12便在形变动力件13的伸展推动下向下移动，从而使籽晶7接触熔汤，启动蓝宝石晶体生长过程。
110.进一步地，第一耳112上开设第一通孔，第二耳121上开设第二通孔，锁止件14的上端穿设第一通孔并绑在第一耳112上，锁止件14的下端穿设第二通孔并绑在第二耳121上。这有利于蓝宝石提拉轴1的重复使用，具体地，在下一次生长蓝宝石晶体之前，将残留在第一耳112和第二耳121上的锁止件14去除，之后用新的锁止件14重新穿过第一耳112和第二耳121并绑在第一耳112和第二耳121上，从而实现蓝宝石提拉轴1的重复使用。其中，将残留的锁止件14去除的方式可以是：采用激光枪加热残留的锁止件14使其熔化而脱离第一耳112或第二耳121。
111.可以理解，蓝宝石提拉轴1中除了形变动力件13以外的结构均由熔点较高的耐高温材料制成，例如特殊合金、陶瓷材料或高熔点金属，使其能够在蓝宝石晶体生长炉内的高温环境下保持稳定。
112.在图12所示实施例中，为了防止锁止件14断开位置的不确定性带来预料不到的后果，锁止件14具有熔断位，锁止件14在熔断位处设有缺口。这样，锁止件14的熔断位较为薄弱，在锁止件14处的温度升高到第一温度时，锁止件14会在熔断位断开，这样便能较为精准地控制锁止件14断开的位置。
113.参阅图13，第一耳112、第二耳121和锁止件14均设有多个，第一耳112、第二耳121和锁止件14一一对应地设置。将对应的第一耳112、第二耳121和锁止件14视为一个锁止单元，这些锁止单元沿着上分轴11的周向均匀分布，且相对应的第一耳112和第二耳121位于同一铅垂线上，多个锁止件14的缺口位于同一水平面内。由此，多个锁止件14共同拉住上分轴11和下分轴12，在锁止件14处的温度升高至第一温度时，多个锁止件14会在同一高度位置断开而允许形变动力件13进入触发状态。
114.在其他实施例中，锁止件14具有熔断部，熔断部的熔点低于锁止件14上除熔断部之外的部分的熔点，以便锁止件14在熔断部所在处熔断，从而防止锁止件14断开位置的不确定性带来预料不到的后果。
115.在图12所示实施例中，为了防止锁止件14熔断过程中产生的熔融状杂质掉入坩埚5而污染坩埚5中的熔汤，下分轴12上设有承接槽，承接槽位于锁止件14正下方。这样，锁止件14熔化时产生的熔融状杂质即使掉落，也只会掉入承接槽，不会掉入坩埚5。
116.在其他实施例中，形变动力件13可以为形状记忆合金件。定义蓝宝石晶体生长炉内形变动力件13所在位置处在引晶开始时的温度为第二温度。采用相变温度与第二温度一致的形状记忆合金制作形变动力件13。具体地，在低温下，沿着铅锤方向压缩形变动力件13，当温度升高至相变温度，形变动力件13会迅速恢复回其原始形状，从而沿着铅锤方向伸展。由此，在形变动力件13处的温度升高至第二温度后，形变动力件13便由非触发状态进入触发状态，形变动力件13沿着铅锤方向伸展。在这个过程中，保持上分轴11静止，下分轴12便在形变动力件13的伸展推动下向下移动，从而使籽晶7接触熔汤，启动蓝宝石晶体生长过程。由于形变动力件13可以利用自身特性维持非触发状态，在这些实施例中可以不设置锁止件14。
117.在形变动力件13为形状记忆合金件的实施例中，在下一次生长蓝宝石晶体之前，在低温下再次沿着铅垂方向压缩形变动力件13，以使形变动力件13重新具备伸展推动下分轴12相对上分轴11移动的触发状态，从而实现形变动力件13的重复使用，进而实现蓝宝石提拉轴1的重复使用。
118.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
119.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。