一种晶体生长的装置
技术领域
本发明涉及闪烁晶体生长，尤其涉及一种晶体生长的装置。
背景技术
由于稀土离子铈掺杂的钆镓铝石榴石结构无机闪烁晶体(简称GAGG： Ce)材料具有高光输出(为目前世界上已研制出的氧化物闪烁晶体中最高的)、能量分辨率低、快衰减、无自辐射、不潮解等优点，是一种新型氧化物闪烁晶体材料，在高能粒子探测、核物理、核医学成像、安检、工业探测等方面有着广泛的应用。
由于GAGG：Ce晶体的热导率比较低，在晶体生长过程中，需要坩埚内熔体周边保温效果好，温度恒定，以便晶体能严格按照晶体生长温度进行，但该晶体生长过程为一个不断的散热过程，现有晶体生长装置没有应对该情况的散热措施，而且保温效果差，不能使熔体周边温度严格恒定在所设定温度，因此生长所得晶体极易开裂，严重影响所述晶体的应用效果。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种晶体生长的装置。
根据本发明的一个方面，提供了一种晶体生长的装置，其特征是，包括第一保温筒体、保温盖体、保温底盘、用于驱动铱金坩埚旋转的驱动机构，其中，所述保温盖体位于所述第一保温筒体的上面，所述第一保温筒体、保温盖体与所述保温底盘围成用于容纳晶体生长过程中所述铱金坩埚及籽晶的容纳空间，所述第一保温筒体外依次设置保温缓冲层、第二保温筒体、感应线圈，所述铱金坩埚置于所述保温底盘的上方，铱金坩埚与所述保温底盘之间设置保温缓冲层，所述籽晶固定在可提拉并可旋转的导杆上，导杆的轴向设置散热通道，晶体生长时，所述导杆带动所述籽晶的旋转方向与所述驱动机构驱动所述铱金坩埚的旋转方向相反。
所述第一保温筒体、保温盖体与所述保温底盘围成用于容纳晶体生长过程中所述铱金坩埚及籽晶的容纳空间，感应线圈进行加热，第一保温筒体、保温盖体、保温缓冲层、第二保温筒体对所述铱金坩埚及籽晶所在容纳空间进行保温，通过导杆轴向的散热通道对容纳空间进行散热，通过铱金坩埚旋转使铱金坩埚内熔体的温度均匀，利于晶体各部分均匀性生长，进一步，通过所述导杆带动所述籽晶的旋转方向与所述驱动机构驱动所述铱金坩埚的旋转方向相反更进一步提升了生长晶体各部分的均匀性，使晶体能在设定的理想生长温度环境内进行生长，所得晶体完整性好，无开裂。
进一步的，所述铱金坩埚外径占所述第一保温筒体内径的75％以上，优选，在保证铱金坩埚能取出的前提下，尽量与第一保温筒体贴合，保证铱金坩埚周边温度的均匀性。
进一步的，所述保温盖体包括从上至下内径依次增大的保温环形体，所述导杆从所述保温环形体的内径穿过，所述导杆与最上层所述保温环形体的内径贴合，避免通过导杆与最上层所述保温环形体的内径之间散热，使所述铱金坩埚周边温差变化大，不利于晶体生长。
进一步的，所述第一保温筒体为氧化锆筒体，所述保温缓冲层为氧化锆粉层，所述第二保温筒体为石英筒体，导杆材质为铱金。
所述的晶体生长的装置，还包括惰性气体充气机构为所述容纳空间提供惰性气体。
所述晶体生长装置用于制备石榴石闪烁晶体。具体用于生长铈离子掺杂钆镓铝石榴石闪烁晶体。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明示例的晶体生长的装置，所述第一保温筒体、保温盖体与所述保温底盘围成用于容纳晶体生长过程中所述铱金坩埚及籽晶的容纳空间，感应线圈进行加热，第一保温筒体、保温盖体、保温缓冲层、第二保温筒体对所述铱金坩埚及籽晶所在容纳空间进行保温，通过导杆轴向的散热通道对容纳空间进行散热，通过铱金坩埚旋转使铱金坩埚内熔体的温度均匀，利于晶体各部分均匀性生长，进一步，通过所述导杆带动所述籽晶的旋转方向与所述驱动机构驱动所述铱金坩埚的旋转方向相反更进一步提升了生长晶体各部分的均匀性，使晶体能在设定的理想生长温度环境内进行生长，所得晶体完整性好，无开裂。
附图说明
图1为本发明晶体生长装置的结构示意图，
图中，
1导杆，2氧化锆环形体,3籽晶，4晶体，5氧化锆筒体，6石英筒体，7熔体，8铱金坩埚,9感应线圈，10氧化锆粉层，11氧化锆底盘， 12旋转轴。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的技术方案，下面结合具体实施例、说明书附图对本发明作进一步说明。
实施例一：
由于铈离子掺杂钆镓铝石榴石闪烁晶体(GAGG：Ce晶体)的热导率比较低，容易开裂，需要对熔体周边设计特殊的温场以减少晶体生长中容易出现的裂纹，本实施例所采用的晶体生长装置如图1。所述晶体生长装置包括第一保温筒体、保温盖体、保温底盘、用于驱动铱金坩埚旋转的驱动机构、惰性气体充气机构，其中，所述保温盖体位于所述第一保温筒体的上面，所述第一保温筒体、保温盖体与所述保温底盘围成用于容纳晶体生长过程中所述铱金坩埚8及籽晶3的容纳空间，惰性气体充气机构为所述容纳空间提供惰性气体，所述铱金坩埚8外径占所述第一保温筒体内径的75％以上，优选在不影响取出的前提下，两者尽量贴合，所述第一保温筒体外依次设置保温缓冲层、第二保温筒体、感应线圈，所述铱金坩埚8置于所述保温底盘的上方，铱金坩埚8与所述保温底盘之间设置保温缓冲层，所述籽晶3固定在可提拉并可旋转的导杆1上，导杆1的轴向设置散热通道，晶体生长时，所述导杆1带动所述籽晶3 的旋转方向与所述驱动机构驱动所述铱金坩埚8的旋转方向相反。所述保温盖体包括从上至下内径依次增大的保温环形体，所述导杆1从所述保温环形体的内径穿过，且所述导杆1与最上层所述保温环形体的内径贴合。所述保温环形体为氧化锆环形体2，所述第一保温筒体为氧化锆筒体5，所述保温缓冲层为氧化锆粉层10，所述第二保温筒体为石英筒体6，所述保温底盘为氧化锆底盘11，所述感应线圈9为中频感应线圈，导杆 1材质为铱金。
进一步的，本实施例所采用的晶体生长装置中铱金坩埚8底部铺有氧化锆粉层10保温及缓冲，铱金坩埚周围使用氧化锆筒体5保温，中频感应线圈9内使用石英筒体6保温，石英筒体6和氧化锆筒体5中间填充氧化锆粉层10保温及缓冲，底部采用氧化锆底盘11，氧化锆底盘11下方连接旋转轴12。氧化锆筒体5上方依次放置多个氧化锆环形体2，内径从下到上逐渐减少，以满足晶体生长的空间及上部的保温。多晶原料在铱金坩埚8中靠感应线圈9加热成为熔体7，熔体7 表面在旋转和提拉的籽晶3牵引下，逐渐生长成晶体，所述籽晶3与导杆1连接，导杆1材质为铱金，以便承受较高的温度，并起到轴向散热的作用，以维持晶体持续不断的生长。导杆1的旋转速率为 2-15rpm，铱金坩埚8的旋转速率(靠底部旋转轴12带动)设置为0.2-2 rpm。导杆1和铱金坩埚8旋转方向相反。铱金坩埚8旋转能够使坩埚内熔体的温度均匀，利于晶体各部分均匀性生长，所述导杆1带动所述籽晶的旋转方向与所述驱动机构驱动所述铱金坩埚8的旋转方向相反更进一步提高生长晶体各部分的均匀性。整个装置置于充有保护气体的提拉炉的内部。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于) 具有类似功能。
