日本 西雅衣家 真空电弧熔融单晶设备

日本 西雅衣家 真空电弧熔融单晶设备 日本 西雅衣家 真空电弧熔融单晶设备

1. 产品概述

T-01 是 C&A 推出四电弧加热式 Czochralski 直拉单晶炉，区别于射频感应加热机型，依靠四路对称电弧等离子体实现超高温熔融，专门面向钨、钼、铌、超高熔点陶瓷、稀土难熔氧化物等常规感应炉无法熔融的材料开发。

设备全金属真空密闭腔体，四路电弧对称布置，坩埚全域温场均匀无局部过热点；全套高真空分子泵机组快速抽至高真空隔绝氧化污染；伺服双速提拉系统适配引晶、等径完整工艺，腔体内部可拆卸结构便于清理熔融溅射杂质，整机由工业电脑自动化管控生长全流程，广泛用于难熔金属单晶、高温功能晶体前沿科研。

2. 设备工作原理

四路独立 200A 电弧发生器产生等离子电弧，从四周对称轰击坩埚内高纯原料，依靠电弧辐射热实现数千摄氏度超高温熔融；伺服驱动籽晶杆浸入熔体液面完成引晶，0~10rpm 匀速旋转晶体配合精准提拉，在均匀温场下生长块状单晶；整机密闭真空腔体由分子泵 + 机械泵组合抽至高真空环境，杜绝高温原料氧化；全程采集电弧电流、转速、提拉位移、真空度时序数据，电脑实时监控并存储工艺曲线，腔体可拆卸设计可快速清理电弧溅射残留杂质。

3. 核心规格参数

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参数项目T-01 Tetra arc 单晶炉技术指标

电弧发生 / 吸气源额定电流200 A

晶体旋转转速0 ~ 10 rpm 连续可调

低速伺服提拉速度0 ~ 39 mm/h（伺服电机闭环控制）

高速提拉档位固定 175 mm/min

籽晶提拉总行程150 mm

真空排气机组配置涡轮分子泵 240L/s + 旋片机械泵 200L/min

加热方式四路对称电弧等离子体辐射加热

生长工艺控制工业电脑全自动程序控制

腔体特性全金属真空密闭腔体，内部易拆解清洁污染物

温场优势四路电弧对称布局，坩埚熔体全域温度均匀

4. 整机硬件配置

（1）标准出厂标配

四路独立 200A 电弧发生电源、对称电弧电极总成、水冷电弧枪组件

全金属密封真空生长腔体、可拆卸内衬、快速清洁结构

高精度伺服提拉旋转机构，双速区间覆盖引晶、等径、收尾全流程

高真空机组：240L/s 涡轮分子泵 + 200L/min 旋片机械泵、真空压力联锁保护

工业上位控制电脑、全套晶体生长编程、数据存储与曲线分析软件

整机水冷循环系统、电弧过载保护、真空泄漏报警安全模块

（2）可选拓展配件

各类耐高温金属坩埚（钨、钼、钽、铱等适配不同难熔原料）

多路微量气氛 MFC 进气模块，惰性 / 还原气氛精准配比

直径闭环自动稳径控制系统，等径生长全自动调节提拉速度

腔体在线 CCD 视觉观测模组，实时监控熔体液面与结晶界面

远程工业监控终端、尾气过滤处理装置、高温隔热屏蔽组件

5. 核心应用与可制备单晶品类

典型应用场景

超高熔点难熔金属、金属合金单晶材料基础科研；

高温氧化物、稀土陶瓷、耐火功能块状单晶制备；

电弧熔融温场、提拉转速、真空氛围正交工艺试验；

高校、航天材料、特种光电企业超高温新材料小批量试样研发。

代表制备材料

钨、钼、钽、铌难熔金属单晶、超高熔点稀土氧化物、耐火陶瓷单晶、环境传感特种功能晶体。

6. 六大核心产品优势

四路对称电弧加热：相比单电弧设备坩埚熔体温度均匀，无局部过热偏析，大幅降低晶体裂纹、包裹体缺陷；

超高温熔融能力：电弧等离子体可实现远超射频感应炉的熔融温度，覆盖各类难熔金属、耐火陶瓷原料；

双区间宽幅提拉速度：低速 0~39mm/h 适配精细引晶、等径稳径生长，高速 175mm/min 满足快速换料、工艺调试；

高真空密闭环境：分子泵复合真空机组快速获得高真空，隔绝空气，防止高温难熔原料氧化挥发；

易清洁腔体结构：内部可拆卸内衬，电弧溅射杂质可快速拆解清理，减少交叉污染；

全电脑自动化流程：电弧电流、转速、提拉、真空时序整套工艺一键执行，工艺文件存档可重复调用，数据完整可追溯。

7. C&A 全系列单晶生长设备产品线区分对比

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设备型号加热方式核心热源功率 / 电流极限适用温度核心适用场景

T-01（本品）四电弧等离子加热200A 电弧源数千℃，超高熔点难熔材料钨钼等难熔金属、超高温耐火陶瓷块状单晶

C-0140kW 射频感应加热40kW RF2100℃中高温氧化物激光、蓝宝石块状单晶

O-0120kW 射频感应加热20kW RF2500℃细径单晶光纤、高熔点特种纤维晶体

H-015~10kW 射频感应加热5~10kW RF1000~1500℃易潮卤化物、闪烁体低熔点块状单晶

8. 使用注意事项

电弧加热温度，腔体运行阶段水冷系统必须全程不间断开启，防止腔体、电温变形损坏；

难熔金属原料熔融过程会产生金属溅射，每次实验完成后需拆解腔体内衬清理，避免下次实验杂质污染；

真空系统启动需严格遵循机械泵预抽、分子泵开启顺序，禁止分子泵带大气启动造成泵体损坏；

低速引晶阶段需定期校准伺服提拉原点，防止籽晶偏移导致单晶径向尺寸大幅波动；

氢气还原气氛工况必须配套防爆气路、氢气泄漏检测、尾气燃烧处理安全装置。