一种高纯硼晶体和高纯硼粉的制备装置

摘要

本发明涉及材料技术领域，公开了一种高纯硼晶体和高纯硼粉的制备装置，包括具有腔室的座体、设于腔室内的第一导电棒、设于腔室内的第二导电棒、与第一导电棒电连接的第一电极、与第二导电棒电连接的第二电极，以及呈直线状且具有第一端和第二端的电阻丝；第一导电棒的侧面上设有第一插孔，第二导电棒的侧面上设有第二插孔；第一端插入至第一插孔内，第二端插入至第二插孔内；第一导电棒上套设有第一夹紧环，第一夹紧环和第一导电棒的侧面形成用于夹持电阻丝的第一间隙；第二导电棒上套设有第二夹紧环，第二夹紧环和第二导电棒的侧面形成用于夹持电阻丝的第二间隙。本发明的电阻丝安装稳固，不易松脱，且拆装便捷，组装效率高。

说明书

技术领域

本发明涉及材料技术领域，特别是涉及一种高纯硼晶体和高纯硼粉的制备装置。

背景技术

高纯硼由硼化物高温裂解得到，现有技术中，高纯硼晶体和高纯硼粉可以采用如CN204803443U公开的一种用于晶体生长的加热装置进行制备，制备过程中，物料高温状态下附着电阻丝上沉积形成高纯硼晶体，物料在高温状态下缺乏附着点时形成高纯硼粉。

然而，现有技术中，将电阻丝固定在制备装置内的结构复杂，拆装不便。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：现有技术中安装固定电阻丝的结构复杂、拆装不便。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高纯硼晶体和高纯硼粉的制备装置，包括具有腔室的座体、设于所述腔室内的第一导电棒、设于所述腔室内的第二导电棒、与所述第一导电棒电连接的第一电极、与所述第二导电棒电连接的第二电极，以及呈直线状且具有第一端和第二端的电阻丝；所述第一导电棒的侧面上设有第一插孔，所述第二导电棒的侧面上设有第二插孔；所述第一端插入至所述第一插孔内，所述第二端插入至所述第二插孔内；所述第一导电棒上套设有第一夹紧环，所述第一夹紧环和所述第一导电棒的侧面形成用于夹持所述电阻丝的第一间隙；所述第二导电棒上套设有第二夹紧环，所述第二夹紧环和所述第二导电棒的侧面形成用于夹持所述电阻丝的第二间隙。

进一步地，所述电阻丝、第一插孔和第二插孔均设有多个，多个所述第一插孔绕所述第一导电棒的轴线环形分布，多个所述第二插孔绕所述第二导电棒的轴线环形分布；多个所述电阻丝、多个所述第一插孔以及多个所述第二插孔一一对应，各所述电阻丝的第一端分别插入至对应的第一插孔内，各所述电阻丝的第二端分别插入至对应的第二插孔内。

进一步地，所述座体包括两端开口的管体、可拆卸连接于所述管体一端的第一密封盖，以及可拆卸连接于所述管体另一端的第二密封盖；所述第一密封盖密封所述管体的一端，所述第二密封盖密封所述管体的另一端；所述腔室由所述第一密封盖、第二密封盖以及管体围成。

进一步地，所述第一密封盖上设有第一过孔，所述第一电极穿过所述第一过孔并延伸至所述腔室外；所述第二密封盖上设有第二过孔，所述第二电极穿过所述第二过孔并延伸至所述腔室外。

进一步地，所述座体上分别设有连通至所述腔室的第一通道和第二通道。

进一步地，所述第一电极朝向所述第一导电棒的端面上设有第一配合孔，所述第一导电棒插入至所述第一配合孔内。

进一步地，所述第二电极朝向所述第二导电棒的端面上设有第二配合孔，所述第二导电棒插入至所述第二配合孔内。

进一步地，所述第一夹紧环具有第一端面和第二端面，所述第一端面上开设有第一通孔，所述第二端面上开设有与所述第一通孔连通的第二通孔；所述第一导电棒依次穿过所述第一通孔和第二通孔；所述第二通孔朝向所述电阻丝，在所述第一端面朝向所述第二端面的方向上，所述第二通孔的内径逐渐增大；所述第二夹紧环具有第三端面和第四端面，所述第三端面上开设有第三通孔，所述第四端面上开设有与所述第三通孔连通的第四通孔；所述第二导电棒依次穿过所述第三通孔和第四通孔；所述第三通孔朝向所述电阻丝，在所述第四端面朝向所述第三端面的方向上，所述第三通孔的内径逐渐增大。

进一步地，所述第二通孔的最小内径等于所述第一通孔的内径，所述第三通孔的最小内径等于所述第四通孔的内径。

进一步地，所述第一导电棒和第二导电棒均为钨棒；所述第一电极和第二电极均为水冷电极。

本发明实施例一种高纯硼晶体和高纯硼粉的制备装置与现有技术相比，其有益效果在于：

本实施例的制备装置用于制备硼晶体和硼粉时，在第一导电棒和第二导电棒之间设置电阻丝后，即将第一端插入至第一插孔内，同时第二端插入至第二插孔内后，推动第一夹紧环在第一导电棒上滑动，使其接触并挤压电阻丝靠近第一端处，推动第二夹紧环在第二导电棒上滑动，使其接触并挤压电阻丝靠近第二端处，此时电阻丝的两端被挤压固定，安装稳固，不宜松脱，需要拆下时，利用外力滑动第一夹紧环和第二夹紧环即可。通过电源对第一电极供电，电流从第一电极流入第一导电棒，经过电阻丝后，从第二电极中流出。电阻丝发热，所述腔室的温度升高，腔室内的物料反应并在电阻丝上沉积形成晶体同时在腔室内缺乏附着点的其他地方形成粉体。在使用时，能够根据实际使用需求调整电阻丝的数量，进而调整沉积电阻丝上形成的晶体量。

本实施例的制备装置的电阻丝安装稳固，不易松脱，且拆装便捷，组装效率高，且能够根据实际生产情况，通过改变设置在第一导电棒和第二导电棒之间电阻丝的数量，适应性调整晶体的制备量，进而实现物料的高效利用。

附图说明

图1是本发明实施例公开的高纯硼晶体和高纯硼粉的制备装置的剖视图。

图2是本发明实施例公开的高纯硼晶体和高纯硼粉的制备装置的图1中的A处放大图。

图3是本发明实施例公开的高纯硼晶体和高纯硼粉的制备装置的图1中的B处放大图。

图4是本发明实施例公开的高纯硼晶体和高纯硼粉的制备装置的第一夹紧环结构图。

图5是本发明实施例公开的高纯硼晶体和高纯硼粉的制备装置的第二夹紧环结构图。

图6是本发明实施例公开的高纯硼晶体和高纯硼粉的制备装置的图2中C处放大图。

图7是本发明实施例公开的高纯硼晶体和高纯硼粉的制备装置的图3中D处放大图。

图中，1、座体；11、腔室；12、管体；13、第一密封盖；14、第二密封盖；15、第一通道；16、第二通道；21、第一导电棒；22、第二导电棒；23、第一插孔；24、第二插孔；3、第一电极；31、第一螺柱；4、第二电极；41、第二螺柱；5、第一夹紧环；51、第一通孔； 52、第二通孔；53、第一端面；54、第二端面；6、第二夹紧环；61、第三通孔；62、第四通孔；63、第三端面；64、第四端面；7、电阻丝。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

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”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。

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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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。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。

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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，本发明优选实施例的一种高纯硼晶体和高纯硼粉的制备装置，包括具有腔室11的座体1、设于所述腔室11内且具有第一导电棒21和第二导电棒22的第一导电棒21、设于所述腔室11内的第二导电棒22、与所述第一导电棒21电连接的第一电极3\与所述第二导电棒22电连接的第二电极4，以及呈直线状且具有第一端和第二端的电阻丝7；所述第一导电棒21的侧面上设有第一插孔23，所述第二导电棒22的侧面上设有第二插孔24；所述第一端插入至所述第一插孔 23内，所述第二端插入至所述第二插孔24内；所述第一导电棒上21 套设有第一夹紧环5，所述第一夹紧环5和所述第一导电棒21的侧面形成用于夹持所述电阻丝7的第一间隙；所述第二导电棒22上套设有第二夹紧环6，所述第二夹紧环6和所述第二导电棒22的侧面形成用于夹持所述电阻丝7的第二间隙。需要说明的是，所述第一间隙为第一夹紧环5的内壁与第一导电棒21之间的最小距离，所述第二间隙为第二夹紧环6的内壁与第二导电棒22之间的最小距离。在第一导电棒 21和第二导电棒22设置多个电阻丝7后，操作第一夹紧环5和第二夹紧环6滑动至对应的电阻丝7的位置后，电阻丝7的第一端被夹持在第一夹紧环5内壁和第一导电棒21之间，电阻丝7的第二端被夹持在第二夹紧环6内壁和第二导电棒22之间。夹紧时，第一间隙和第二间隙越小，夹紧效果越好，对于电阻丝7的磨损越大，因此，第一间隙和第二间隙根据实际使用需求确定。同时，电阻丝7数量同样根据实际使用需求确定，电阻丝7越多，沉积的晶体量越多。

本实施方式用于制备硼晶体和硼粉时，首先需组装座体1、第一导电棒21、第二导电棒22、第一电极3、第二电极4以及电阻丝7，使得部件之间相互固定连接。在第一导电棒21和第二导电棒22设置多个电阻丝7后，第一夹紧环5和第二夹紧环6在滑动至对应的电阻丝7时，第一夹紧环5的端面首先与电阻丝7的第一端接触，推动并弯折所述第一端，另一方面，第二夹紧环6的端面首先与电阻丝7的第二端接触，推动并弯折所述第二端。由此，电阻丝7被挤压固定，同时第一夹紧环5和第二夹紧环6与电阻丝7的摩擦力大，不易掉落，因此，本实施方式的电阻丝7安装稳固，不宜松脱，需要拆下时，利用外力滑动第一夹紧环5和第二夹紧环6即可。工作时，通过电源对第一电极3供电，电流从第一电极3流入第一导电棒21；电流经过电阻丝7后，最后从第二电极4中流出。电阻丝7发热，所述腔室11的温度升高，腔室11内的物料受热裂解，若裂解后产物附着在电阻丝7上，则形成晶体；若裂解后产物漂浮在腔室11内，缺乏附着点，则形成粉体。在使用时，能够调整电阻丝7的数量进而调整沉积电阻丝上形成的晶体量。本实施方式的电阻丝安装稳固，不易松脱，且拆装便捷，组装效率高，且能够根据实际生产情况，通过改变电阻丝7的数量，调整工艺参数，适应性调整晶体的制备量，进而实现物料的高效利用。

具体地，在一种实施方式中，所述电阻丝7、第一插孔23和第二插孔24均设有多个，多个所述第一插孔23绕所述第一导电棒21的轴线环形分布，多个所述第二插孔24绕所述第二导电棒22的轴线环形分布；多个所述电阻丝7、多个所述第一插孔23以及多个所述第二插孔24一一对应，各所述电阻丝7的第一端分别插入至对应的第一插孔 23内，各所述电阻丝7的第二端分别插入至对应的第二插孔24内。

具体地，在一种实施方式中，请参阅图2－3，所述座体1包括两端开口的管体12、可拆卸连接于所述管体12一端的第一密封盖13，以及可拆卸连接于所述管体12另一端的第二密封盖14；所述第一密封盖 13还密封所述管体12的一端，所述第二密封盖14密封所述管体12 的另一端；所述腔室11由所述第一密封盖13、第二密封盖14以及管体12围成。

优选地，在一种实施方式中，请参阅图2，所述第一密封盖13的下端内侧设有内螺纹，所述管体12的外壁上套设有第一套管，所述第一套管的圆周面上设有外螺纹，所述第一密封盖13的下端螺旋连接在所述第一套管的圆周面上，所述第一套管和所述第一密封盖13之间设有第一弹簧圈，所述第一弹簧圈被挤压，封闭所述管体12一端与外界连通的通道。更进一步地，所述第一密封盖13的下端面贴合在所述管体12的一端的端面上，以便更好地密封所述管体12的一端。

优选地，在一种实施方式中，请参阅图3，所述第二密封盖14的上端内侧设有内螺纹，所述管体12的外壁上套设有第二套管，所述第二套管的圆周面上设有外螺纹，所述第二密封盖14的下端螺旋连接在所述第二套管的圆周面上，所述第二套管和所述第二密封盖14之间设有第二弹簧圈，所述第二弹簧圈被挤压，封闭所述管体12一端与外界连通的通道。更进一步地，所述第二密封盖14的上端面贴合在所述管体12的另一端的端面上，以便更好地密封所述管体12的另一端。

具体地，在一种实施方式中，请参阅图2，所述第一密封盖13上设有第一过孔，所述第一电极3穿过所述第一过孔并延伸至所述腔室11外，第一电极3延伸至所述腔室11外的部分与电源连接；所述第二密封盖14上设有第二过孔并延伸至所述腔室11外。所述第二电极4穿过所述第二过孔并延伸至所述腔室11外，第二电极4延伸至所述腔室11外的部分与电源连接。

优选地，在一种实施方式中，请参阅图2，所述第一密封盖13的上端开设有第一凹槽，所述第一凹槽的底部与所述第一过孔连通，所述第一电极3还穿过所述第一凹槽，所述凹槽的侧壁上设有内螺纹；所述第一电极3上套设有第三套管，所述第三套管的圆周面上设有外螺纹，所述第一密封盖13与所述第一电极3通过螺纹连接为一体。

优选地，在一种实施方式中，请参阅图3，所述第二密封盖14的下端开设有第二凹槽，所述第二凹槽的底部与所述第二过孔连通，所述第二电极4还穿过所述第二凹槽，所述凹槽的侧壁上设有内螺纹；所述第二电极4上套设有第四套管，所述第三套管的圆周面上设有外螺纹，所述第二密封盖14与所述第二电极4通过螺纹连接为一体。

具体地，在一种实施方式中，请参阅图3，所述座体1上分别设有连通至所述腔室11的第一通道15和第二通道16。将第一密封盖13、第二密封盖14以及管体12拼接为一体后，从第一通道15加入物料，反应后形成的晶体和粉体从第二通道16流出。进一步地，所述第一通道15和第二通道16均设在所述管体12的外壁上。

具体地，在一种实施方式中，请参阅图2，所述第一电极3朝向所述第一导电棒21的端面上设有第一配合孔，所述第一导电棒21插入至所述第一配合孔内；所述第一电极3的侧面上开设有连通至所述第一配合孔内的第一螺纹孔，所述第一螺纹孔内配合有第一螺柱31，所述第一螺柱31的端部抵压在所述第一导电棒21上并向所述第一导电棒21施加将所述第一导电棒21压紧在所述第一配合孔的侧壁上的力。本实施方式的第一导电棒21和第一电极3通过第一配合孔、第一螺纹孔以及第一螺柱31实现可拆卸连接，能够将第一导电棒21从第一电极3上拆卸，并对第一导电棒21进行维护或更换。

具体地，在一种实施方式中，请参阅图3，所述第二电极4朝向所述第二导电棒22的端面上设有第二配合孔，所述第二导电棒22插入至所述第二配合孔内；所述第二电极4的侧面上开设有连通至所述第二配合孔内的第二螺纹孔，所述第二螺纹孔内配合有第二螺柱41，所述第二螺柱41的端部抵压在所述第二导电棒22上并向所述第二导电棒22施加将所述第二导电棒22压紧在所述第二配合孔的侧壁上的力。本实施方式的第二导电棒22和第二电极4通过第二配合孔、第二螺纹孔以及第二螺柱41实现可拆卸连接，能够将第二导电棒22从第二电极4上拆卸，并对第二导电棒22进行维护或更换。

具体地，在一种实施方式中，请参阅图4，所述第一夹紧环5具有第一端面53和第二端面54，所述第一端面53上开设有第一通孔51，所述第二端面54上开设有与所述第一通孔51连通的第二通孔52；所述第一导电棒51依次穿过所述第一通孔51和第二通孔52；所述第二通孔52朝向所述电阻丝7，在所述第一端面53朝向所述第二端面54 的方向上，所述第二通孔52的内径逐渐增大，形成用于挤压并将电阻丝7弯折的第一楔形面。所述第二夹紧环6具有第三端面63和第四端面64，所述第三端面63上开设有第三通孔61，所述第四端面64上开设有与所述第三通孔61连通的第四通孔62；所述第二导电棒22依次穿过所述第三通孔61和第四通孔62；所述第三通孔61朝向所述电阻丝7，在所述第四端面64朝向所述第三端面63的方向上，所述第三通孔61的内径逐渐增大，形成用于挤压并将电阻丝7弯折的第二楔形面。第一夹紧环5滑动时，第二通孔52朝向电阻丝7滑动，第一端首先与第一楔形面的大内径处接触，而后随着第一夹紧环5的继续滑动，第一夹紧环5对应第一端的内径逐渐减小，使得第一端被弯折。第二夹紧环6滑动时，第三通孔61朝向电阻丝7滑动，第二端首先与第二楔形面的大内径处接触，而后随着第二夹紧环6的继续滑动，第二夹紧环6对应第二端的内径逐渐减小，使得第二端被弯折。本实施方式中，利用第一楔形面和第二楔形面弯折电阻丝7，能够避免电阻丝7在弯折的过程中出现损坏。

具体地，在一种实施方式中，请参阅图4，所述第二通孔52的最小内径等于所述第一通孔51的内径，所述第三通孔61的最小内径等于所述第四通孔62的内径。本实施方式中，第一通孔51、第二通孔 52的过渡设置，以及第三通孔61、第四通孔62的过渡设置进一步降低了电阻丝7在弯折时出现损坏的风险。

具体地，在一种实施方式中，所述第一导电棒21和第二导电棒22 均为钨棒，导电效果良好。所述电阻丝7为钨丝，发热效果良好，对腔室11的加热速度快。

具体地，在一种实施方式中，请参阅图2－3，所述第一电极3和第二电极4均为水冷电极，所述第一电极3和第二电极4内流动有冷却水，以便于对第一电极3和第二电极4进行冷却，能够适于发热量高的钨丝。组装时，通过螺纹连接完成第一电极3、第一密封盖13、管体12、第一导电棒21、第二导电棒22、第二电极4以及第二密封盖 14之间的相互连接，使得相互之间固定连接。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。