晶体截断方法及晶体生长设备

摘要

本发明提供一种晶体截断方法及晶体生长设备，晶体截断方法包括：利用截断单元挤压籽晶的外周壁，以在籽晶的外周壁上形成剪切缺口槽；驱动晶体连接单元带动籽晶与晶棒周向转动，并检测晶体连接单元的晃动量；在晶体连接单元的晃动量大于预设晃动幅度的情况下，带动截断单元相对籽晶运动，以撞断籽晶。

权利要求

1.一种晶体截断方法，用于截断籽晶(210)以分离籽晶(210)与晶棒(220)，其特征在于，包括：A、利用截断单元(20)挤压籽晶(210)的外周壁，以在所述籽晶(210)的外周壁上形成剪切缺口槽；

B1、利用基准生成单元生成晃动上限基准线，并使晶体连接单元(10)在静止状态下不与所述晃动上限基准线相交；

B2、驱动晶体连接单元(10)带动所述籽晶(210)与晶棒(220)周向转动，并检测所述晶体连接单元(10)的晃动量，所述晃动量包括提升轴线相对于晶体连接单元(10)的硬轴(11)轴线与石墨轴(12)轴线径向晃动的偏移量；

B3、在所述晶体连接单元(10)与所述晃动上限基准线相交的情况下，判定所述晶体连接单元(10)的晃动量大于预设晃动幅度，否则，判定所述晶体连接单元(10)的晃动量不大于所述预设晃动幅度；

C、在所述晶体连接单元(10)的晃动量大于所述预设晃动幅度的情况下，带动所述截断单元(20)撞击所述籽晶(210)，直至所述籽晶(210)断裂。

2.根据权利要求1所述的晶体截断方法，其特征在于，步骤C，即在所述晶体连接单元(10)的晃动量大于预设晃动幅度的情况下，带动所述截断单元(20)相对所述籽晶(210)运动，以撞断所述籽晶(210)，包括：C1、驱动所述晶体连接单元(10)带动所述籽晶(210)与所述晶棒(220)周向转动，以使所述籽晶(210)碰撞所述截断单元(20)，所述籽晶(210)的被撞击部位在所述籽晶(210)的轴向上不高于所述剪切缺口槽；及/或，所述晶体截断方法还包括：

E、调节截断单元(20)与晶体连接单元(10)的相对位置，使所述截断单元(20)到达于籽晶(210)的高度区间内。

3.根据权利要求2所述的晶体截断方法，其特征在于，步骤C1，即驱动所述晶体连接单元(10)带动所述籽晶(210)与所述晶棒(220)周向转动，以使所述籽晶(210)碰撞所述截断单元(20)，包括：C11、驱动所述晶体连接单元(10)带动所述籽晶(210)与所述晶棒(220)周向转动，以使所述籽晶(210)碰撞侧向挤压件(21)的凸棱端(211)，所述凸棱端(211)与所述籽晶(210)的轴线交叉成角。

4.根据权利要求1所述的晶体截断方法，其特征在于，所述晶体截断方法还包括：D、在所述晶体连接单元(10)的晃动量不大于预设晃动幅度的情况下，利用所述截断单元(20)挤压所述籽晶(210)，并重复步骤B D，直至所述籽晶(210)断裂；所述籽晶(210)的被~挤压部位与所述剪切缺口槽位于所述籽晶(210)的同一轴向位置。

5.根据权利要求1所述的晶体截断方法，其特征在于，步骤A，即利用所述截断单元(20)挤压所述籽晶(210)的外周壁，以在所述籽晶(210)的外周壁上形成剪切缺口槽，包括：A1、利用反馈传感单元(42)测量籽晶(210)反作用于所述截断单元(20)的力，并得到实际挤压剪切力；

A2、在所述实际剪切挤压力大于或等于预设极限值的情况下，控制所述截断单元(20)中止挤压所述籽晶(210)。

6.根据权利要求1所述的晶体截断方法，其特征在于，步骤A，即利用所述截断单元(20)挤压所述籽晶(210)的外周壁，以在所述籽晶(210)的外周壁上形成剪切缺口槽，包括：A3、利用侧向挤压件(21)的凸棱端(211)挤压所述籽晶(210)的外周壁，以在所述籽晶(210)的外周壁上形成剪切缺口槽，其中，在垂直于所述籽晶(210)的轴线的平面上，所述剪切缺口槽内壁的投影形状呈扇形；

及/或，所述剪切缺口槽的深度尺寸为所述籽晶(210)断面直径的20% 30%。

~

7.根据权利要求1所述的晶体截断方法，其特征在于，步骤A，即利用所述截断单元(20)挤压所述籽晶(210)的外周壁，以在所述籽晶(210)的外周壁上形成剪切缺口槽，包括：A4、带动侧向抵靠件(23)相对所述籽晶(210)运动，以使所述侧向抵靠件(23)固定抵靠于所述籽晶(210)的外周壁；

A5、带动侧向挤压件(21)相对靠近所述侧向抵靠件(23)运动，以使所述侧向挤压件(21)与所述侧向抵靠件(23)相向挤压所述籽晶(210)。

8.一种晶体生长设备，包括晶体生长炉以及伸入所述晶体生长炉内的晶体连接单元(10)，其特征在于，还包括设置于所述晶体生长炉内的截断单元(20)；

所述截断单元(20)包括可活动的侧向挤压件(21)以及连接所述侧向挤压件(21)的挤压驱动件(22)，所述晶体生长设备还包括连接所述晶体连接单元(10)的晶体驱动件；

所述晶体连接单元(10)具有提升轴线，所述挤压驱动件(22)能够驱动所述侧向挤压件(21)相对靠近所述提升轴线运动，所述晶体驱动件能够驱动所述晶体连接单元(10)绕所述提升轴线转动，以带动籽晶(210)与晶棒(220)周向转动。

9.根据权利要求8所述的晶体生长设备，其特征在于，所述截断单元(20)还包括可活动的侧向抵靠件(23)以及连接所述侧向抵靠件(23)的抵靠驱动件(24)，所述侧向抵靠件(23)与所述侧向挤压件(21)相对设置，且所述抵靠驱动件(24)与所述挤压驱动件(22)能够分别驱动所述侧向抵靠件(23)与所述侧向挤压件(21)相向运动。

10.根据权利要求9所述的晶体生长设备，其特征在于，所述晶体生长设备还包括第一光线投射器(41)，所述第一光线投射器(41)至少连接所述侧向抵靠件(23)，并能够跟随所述侧向抵靠件(23)联合运动；

在所述第一光线投射器(41)发出的光线投射至籽晶(210)的状态下，所述抵靠驱动件(24)驱动所述侧向抵靠件(23)运动的轨迹与所述籽晶(210)的轴线位于相同平面内。

说明书

晶体截断方法及晶体生长设备

技术领域

[0001] 本发明涉及晶体制备技术领域，尤其涉及一种晶体截断方法及用于实施该方法的晶体生长设备。

背景技术

[0002] 在光伏产业、半导体产业中，人造晶体是常用的原材料。目前有一种利用直拉式单晶硅生长炉以石墨加热方式制备单晶硅的单晶制备工艺，这一工艺能够获得晶棒以及析出的籽晶。单晶制备工艺包括截断籽晶以分离籽晶和晶棒的操作，目前普遍采用借助切晶工具的人工切割籽晶方式切断籽晶，这种切断籽晶的方式需要在打开晶体生长炉的情况下由人员爬至炉体上方进行，人员需将手臂和切晶工具伸入炉体内，容易受炉内余热炙烤而受伤，且晶体生长炉开启不便，会影响晶体制备效率，此外切晶工具也有不慎掉落的可能。

发明内容

[0003] 鉴于此，本发明提供一种晶体截断方法，能够在不开启晶体生长炉的情况下自动切割籽晶，无需人员使用切晶工具手动切晶。

[0004] 本发明提供的晶体截断方法，用于截断籽晶以分离籽晶与晶棒，包括：

[0005] A、利用截断单元挤压籽晶的外周壁，以在籽晶的外周壁上形成剪切缺口槽；

[0006] B、驱动晶体连接单元带动籽晶与晶棒周向转动，并检测晶体连接单元的晃动量；

[0007] C、在晶体连接单元的晃动量大于预设晃动幅度的情况下，带动截断单元相对籽晶运动，以撞断籽晶。

[0008] 在其中一个实施方式中，步骤C，即在晶体连接单元的晃动量大于预设晃动幅度的情况下，带动截断单元相对籽晶运动，以撞断籽晶，包括：

[0009] C1、驱动晶体连接单元带动籽晶与晶棒周向转动，以使籽晶碰撞截断单元，籽晶的被撞击部位在籽晶的轴向上不高于剪切缺口槽；及/或，

[0010] 晶体截断方法还包括：

[0011] E、调节截断单元与晶体连接单元的相对位置，使截断单元到达于籽晶的高度区间内。

[0012] 如此设置，可以通过籽晶在周向转动的同时相对于晶体连接单元的轴线的晃动偏心使籽晶撞击截断单元，无需控制截断单元使其主动撞击籽晶，极大地降低了截断籽晶的难度，并且截断单元撞击籽晶时对石墨轴的冲击影响更弱，有助于保护石墨轴。

[0013] 在其中一个实施方式中，步骤C1，即驱动晶体连接单元带动籽晶与晶棒周向转动，以使籽晶碰撞截断单元，包括：

[0014] C11、驱动晶体连接单元带动籽晶与晶棒周向转动，以使籽晶碰撞侧向挤压件的凸棱端，凸棱端与籽晶的轴线交叉成角。

[0015] 如此设置，凸棱端可以在籽晶外周上形成深度方向确定的剪切缺口槽，在最大程度地去除籽晶材料的同时，还能够维持籽晶连续而不会提前中断；并且凸棱端可以起到切割籽晶外周的效果，有利于降低籽晶以及石墨轴受到的侧向弯曲应力。

[0016] 在其中一个实施方式中，晶体截断方法还包括：

[0017] D、在晶体连接单元的晃动量不大于预设晃动幅度的情况下，利用截断单元挤压籽晶，并重复步骤B，籽晶的被挤压部位与剪切缺口槽位于籽晶的同一轴向位置。

[0018] 如此设置，籽晶既有可能在截断单元的撞击作用下疲劳断裂，也有可能在截断单元的多次间歇挤压作用下疲劳断裂，无论是哪一种断裂情形，籽晶都是在首次形成剪切缺口槽之后发生疲劳断裂，而根据籽晶的晃动程度选择不同的疲劳断裂方式可以兼顾降低截断籽晶的难度、提高籽晶截断效率以及降低对石墨轴的冲击。

[0019] 在其中一个实施方式中，晶体截断方法还包括：

[0020] F、驱动晶体连接单元带动籽晶与晶棒周向转动，以使籽晶与晶棒的周向朝向恢复至起始朝向，籽晶首次接受截断单元挤压时，籽晶与晶棒的周向朝向为起始朝向。

[0021] 如此设置，截断单元后续挤压籽晶的部位仍在截断单元首次挤压籽晶的部位的基础上进行，可以不断增加剪切缺口槽的深度使其更快断裂，同时避免了在籽晶上先后形成多个不同剪切缺口槽造成籽晶截断后断面粗糙或者具有毛刺的问题。

[0022] 在其中一个实施方式中，步骤B，即驱动晶体连接单元带动籽晶与晶棒周向转动，并检测晶体连接单元的晃动量，包括：

[0023] B1、利用基准生成单元生成晃动上限基准线，并使晶体连接单元在静止状态下不与晃动上限基准线相交；

[0024] B2、驱动晶体连接单元带动籽晶与晶棒周向转动，检测晶体连接单元与晃动上限基准线的相对位置；

[0025] B3、在晶体连接单元与晃动上限基准线相交的情况下，判定晶体连接单元的晃动量大于预设晃动幅度，否则，判定晶体连接单元的晃动量不大于预设晃动幅度。

[0026] 如此设置，晶体连接单元的晃动量判定更直观、更容易，且判定结果的准确性更高。

[0027] 在其中一个实施方式中，步骤A，即利用截断单元挤压籽晶的外周壁，以在籽晶的外周壁上形成剪切缺口槽，包括：

[0028] A1、利用反馈传感单元测量籽晶反作用于截断单元的力，并得到实际挤压剪切力；

[0029] A2、在实际剪切挤压力大于或等于预设极限值的情况下，控制截断单元中止挤压籽晶。

[0030] 如此设置，截断单元不会一次性直接切断籽晶，避免籽晶因一次性受极大剪切作用而带动石墨轴产生明显幅度的弯曲形变，可以保护石墨轴不被牵连损坏；在先后多个截断不同籽晶的操作中，截断单元每次首先挤压籽晶形成剪切缺口槽的剪切力均不会超过预设极限值，因此在形成剪切缺口槽之时，籽晶的碎裂程度一致，可以避免因不同籽晶在形成各自的剪切缺口槽之后具有不同的碎裂程度，从而降低后续撞击或者挤压籽晶过程中剪切载荷的施加和力度控制难度，以使多个籽晶能够基本按照相同的截断方式断开。

[0031] 在其中一个实施方式中，步骤A，即利用截断单元挤压籽晶的外周壁，以在籽晶的外周壁上形成剪切缺口槽，包括：

[0032] A3、利用侧向挤压件的凸棱端挤压籽晶的外周壁，以在籽晶的外周壁上形成剪切缺口槽，其中，

[0033] 在垂直于籽晶的轴线的平面上，剪切缺口槽内壁的投影形状呈扇形；及/或，剪切缺口槽的深度尺寸为籽晶断面直径的20% 30%。~

[0034] 如此设置，剪切缺口槽的形状使得籽晶在后续被撞击或者被挤压过程中能够更容易扩展开口大小，从而更容易发生疲劳断裂；剪切缺口槽的形状能够使籽晶在首次剪切后最大程度地被去除材料，同时可以确保籽晶不会当即断裂，有利于籽晶继续维持连续地状态，以使籽晶在后续撞击或挤压过程中疲劳断裂，并且也可以使剪切缺口槽的开口更高效地扩展，加快籽晶疲劳断裂。

[0035] 在其中一个实施方式中，步骤A，即利用截断单元挤压籽晶的外周壁，以在籽晶的外周壁上形成剪切缺口槽，包括：

[0036] A4、带动侧向抵靠件相对籽晶运动，以使侧向抵靠件固定抵靠于籽晶的外周壁；

[0037] A5、带动侧向挤压件相对靠近侧向抵靠件运动，以使侧向挤压件与侧向抵靠件相向挤压籽晶。

[0038] 如此设置，籽晶可以在固定贴附于侧向抵靠件的情况下，继续维持静止状态并在此过程中被侧向挤压件挤压，防止籽晶在受剪切力的同时发生弯曲形变，最终可以避免因籽晶弯曲而带动石墨轴弯曲变形，实现了对石墨轴的保护。

[0039] 本发明还提供一种晶体生长设备，包括晶体生长炉以及伸入晶体生长炉内的晶体连接单元，还包括设置于晶体生长炉内的截断单元；截断单元包括可活动的侧向挤压件以及连接侧向挤压件的挤压驱动件，晶体生长设备还包括连接晶体连接单元的晶体驱动件；晶体连接单元具有提升轴线，挤压驱动件能够驱动侧向挤压件相对靠近提升轴线运动，晶体驱动件能够驱动晶体连接单元绕提升轴线转动，以带动籽晶与晶棒周向转动。

[0040] 在其中一个实施方式中，截断单元还包括可活动的侧向抵靠件以及连接侧向抵靠件的抵靠驱动件，侧向抵靠件与侧向挤压件相对设置，且抵靠驱动件与挤压驱动件能够分别驱动侧向抵靠件与侧向挤压件相向运动。

[0041] 如此设置，在籽晶置于侧向抵靠件与侧向挤压件之间的情况下，通过抵靠驱动件驱动侧向抵靠件固定抵靠籽晶，并通过挤压驱动件驱动侧向挤压件挤压籽晶，二者协同配合从而在籽晶保持固定静止的状态下形成剪切缺口槽，防止籽晶在仅有侧向挤压件的挤压作用下弯曲，进而导致石墨轴弯曲折断。

[0042] 在其中一个实施方式中，侧向挤压件包括凸棱端，侧向抵靠件具有与凸棱端外形相适配的剪切配合槽，凸棱端的棱边与剪切配合槽的槽沟相对提升轴线交叉成角，凸棱端与剪切配合槽的槽壁能够形成固定插接配合；或者，

[0043] 侧向挤压件与侧向抵靠件均包括凸棱端，两个凸棱端相对设置，且两个凸棱端的棱边相对提升轴线交叉成角。

[0044] 如此设置，凸棱端与剪切配合槽槽壁插接配合可以确保侧向挤压件与侧向抵靠件不发生相对滑动，从而避免侧向挤压件或侧向抵靠件相对籽晶滑动以使籽晶被带动后意外弯曲或扭曲，确保籽晶只受剪切力；两个凸棱端挤压籽晶能够使籽晶上形成两个剪切缺口槽，能够更大程度地去除籽晶材料，有利于加快籽晶在后续撞击或者挤压作用下疲劳断裂。

[0045] 在其中一个实施方式中，晶体生长设备还包括第一调节单元，第一调节单元包括第一调节驱动件以及第一减速器，第一调节驱动件连接第一减速器，第一减速器连接侧向挤压件或挤压驱动件；及/或，

[0046] 晶体生长设备还包括第二调节单元，第二调节单元包括第二调节驱动件以及第二减速器，第二调节驱动件连接第二减速器，第二减速器连接侧向抵靠件或抵靠驱动件。

[0047] 如此设置，侧向挤压件与籽晶的初始相对位置，以及侧向抵靠件与籽晶的初始相对位置能够被精确调节控制，从而消除籽晶与侧向挤压件的初始相对位置偏差，以及消除籽晶与侧向抵靠件的初始相对位置偏差，以使侧向挤压件接触籽晶的位置以及侧向抵靠件接触籽晶的位置更加精确。

[0048] 在其中一个实施方式中，晶体生长设备还包括第一光线投射器，第一光线投射器至少连接侧向抵靠件，并能够跟随侧向抵靠件联合运动；在第一光线投射器发出的光线投射至籽晶的状态下，抵靠驱动件驱动侧向抵靠件运动的轨迹与籽晶的轴线位于相同平面内。

[0049] 如此设置，第一光线投射器发出的光线投射至籽晶能够作为侧向抵靠件与籽晶之间的初始相对位置正确的判定基准，在第一光线投射器发出的光线投射至籽晶的前提下，侧向抵靠件可以更加准确地抵持籽晶，从而提高侧向抵靠件施加在籽晶上的支撑力的作用位置和作用方向，防止侧向抵靠件接近籽晶时相对目标抵持位置偏移，造成籽晶受弯形变，因此第一光线投射器的设置提高了晶体生长设备的使用便利性和剪切力施加的精度可控性。

[0050] 与现有技术相比，本发明提供的晶体截断方法及晶体生长设备至少具有以下有益效果：

[0051] 1)实现了在不开启晶体生长炉的情况下自动切割籽晶，减少了晶体生长炉的开启操作次数，节约了人工成本；降低了人员作业时的劳动负荷以及受伤的几率，消除了因切晶工具掉落到晶体生长炉内的隐患，提高了生产效率，切晶过程更加安全；

[0052] 2)放弃了一次性完全切断籽晶的方式，改为分步多次剪切籽晶，防止因一次性切断籽晶导致晶体连接单元所承受的峰值剪切应力/峰值弯曲应力/峰值弯曲应变过大，特别是其中直接连接籽晶的石墨轴所受的峰值剪切应力/峰值弯曲应力/峰值弯曲应变超过容许范围而导致石墨轴断裂失效；

[0053] 3)在不完全切断籽晶、避免晶体连接单元，特别是连接籽晶的石墨轴出现过大峰值应力或峰值应变的情况下，在籽晶上挤压形成剪切缺口槽，剪切缺口槽可以显著降低籽晶的抗剪切强度和抗弯强度，从而降低接下来完全切断籽晶时所需的外载荷峰值；在获得剪切缺口槽之后，利用截断单元撞击籽晶，可以进一步降低截断单元作用于籽晶以及间接作用于石墨轴的峰值载荷，使籽晶发生疲劳损坏。因此，采用本发明的方法以及设备可以避免设备过早损坏，有利于延长晶体生长设备的使用寿命，消除了因晶体连接单元容易损坏而高频拆解晶体生长设备并更换晶体连接单元的不利影响。

附图说明

[0054] 图1为本发明一个实施方式的晶体生长设备在第一视角的示意图；

[0055] 图2为本发明一个实施方式的晶体生长设备在第二视角的示意图；

[0056] 图3为本发明一个实施方式的晶体生长设备的部分结构示意图。

[0057] 附图标记说明：

[0058] 10、晶体连接单元；11、硬轴；12、石墨轴；20、截断单元；21、侧向挤压件；211、凸棱端；22、挤压驱动件；23、侧向抵靠件；231、剪切配合槽；232、抵靠容纳槽；24、抵靠驱动件；30、第一调节单元；31、第一调节驱动件；32、第一减速器；41、第一光线投射器；42、反馈传感单元；50、机架；210、籽晶；220、晶棒。

具体实施方式

[0059] 下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

[0060] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

[0061] 本发明提供一种用于晶体截断方法，且一并提供一种用于执行该方法以分离籽晶210与晶棒220的晶体生长设备。本发明特别适用于利用直拉式单晶硅生长炉以石墨加热方式制备单晶硅的单晶制备工艺，所述单晶制备工艺包括：

[0062] 将盛放在位于晶体生长炉内的坩埚中的高纯多晶硅原料熔化、在保护气体保护下使硅晶体在指定的温度条件下生长、沿位于硬轴11下端的石墨轴12析出棒状单晶籽晶210、利用伸入晶体生长炉内的硬轴11提拉晶体、截断籽晶210以分离籽晶210与晶棒220、取出晶棒220。

[0063] 本发明能够在不开启晶体生长炉的情况下，由晶体生长设备自动完成籽晶210截断的操作，无需人员爬至炉体上方以人工方式截断籽晶210，可以减少开启晶体生长炉的操作、消除人员高空作业跌落以及手动剪切工具掉落的隐患，使籽晶210截断过程更加方便快捷。

[0064] 首先介绍晶体生长设备的组成以及结构。晶体生长设备包括晶体生长炉，晶体生长炉用于容纳盛放晶体制备原料所需的坩埚以及熔融原料所需的热场，最终一部分熔融原料会在坩埚内转化为晶棒220。晶体生长设备还包括设置在晶体生长炉内的截断单元20以及用于析出籽晶210并提拉晶棒220的晶体连接单元10。

[0065] 晶体生长设备还包括晶体驱动件，晶体驱动件连接晶体连接单元10，其能够驱动晶体连接单元10相对晶体生长炉升降运动以及转动。晶体连接单元10包括具有相对较大外径的硬轴11以及相对较小外径的石墨轴12。石墨轴12与硬轴11同轴设置，并且连接于硬轴11相对靠近地面的一端，石墨轴12以及至少部分硬轴11从晶体生长炉的顶部穿设伸入晶体生长炉内，石墨轴12用于供最终析出的籽晶210附着。

[0066] 以下将硬轴11与石墨轴12的公共轴线成为晶体连接单元10的提升轴线，提升轴线是一条假想的理想轴线，晶体驱动件驱动晶体连接单元10升降运动时，晶体连接单元10严格地沿着提升轴线平动，此时硬轴11轴线与石墨轴12轴线均重合于提升轴线。当棒状籽晶210析出后，籽晶210沿提升轴线向远离硬轴11的方向延伸，同时籽晶210的一部分将石墨轴
12固定包裹连接在内，籽晶210近似于和石墨轴12同轴设置的圆柱状结构，晶棒220连接于籽晶210相对远离石墨轴12与硬轴11的一端。晶体连接单元10既可以沿提升轴线上升运动以提拉晶棒220，或者下降运动以使晶棒220下沉至坩埚，也可以绕提升轴线转动并带动籽晶210与晶棒220共同转动。

[0067] 截断单元20安装于晶体生长炉内，安装位置可以是炉盖朝向炉腔的端面，也可以是晶体生长炉炉体的内壁。请参阅图1‑图3，截断单元20包括与晶体生长炉相对固定设置的机架50，还包括可活动设置的侧向挤压件21以及驱动连接侧向挤压件21运动的挤压驱动件22。侧向挤压件21与挤压驱动件22安装于机架50，挤压驱动件22能够驱动侧向挤压件21相对靠近或远离提升轴线运动。

[0068] 晶体连接单元10能够沿提升轴线平移运动以带动籽晶210与晶棒220升降运动，由此晶体连接单元10相对于截断单元20的位置能够调节，使得截断单元20到达于籽晶210的高度区间内，然后将晶体连接单元10的高度位置固定，由此籽晶210和晶棒220在晶体生长炉内的高度位置固定，侧向挤压件21此时位于籽晶210的高度区间内，也即侧向挤压件21此时的高度既高于晶棒220，同时低于石墨轴12相对远离硬轴11的一端。

[0069] 在截断单元20到达籽晶210的高度区间内后，挤压驱动件22便可以驱动侧向挤压件21相对靠近提升轴线运动以挤压剪切籽晶210。值得注意的是，在本发明中侧向挤压件21并非用于一次性将籽晶210挤压剪切至断裂，而是向籽晶210外周壁施加侧向剪切压力以使籽晶210在不被切断的情况下形成剪切缺口槽。施加在籽晶210外周壁的侧向剪切挤压力的作用方向与提升轴线形成倾斜夹角，可选地，在其中一个实施方式中，侧向挤压件21沿垂直于籽晶210轴线的方向挤压籽晶210。

[0070] 相较于将籽晶210一次性挤压断裂所需的剪切力，在籽晶210上挤压形成剪切缺口槽所需的剪切力大幅减小，因此可以减轻侧向挤压件21通过籽晶210间接作用于石墨轴12的剪切挤压力和弯曲挤压力，能够极大地降低石墨轴12因受力过大而被剪切或被弯折断裂的几率，并极大地延长石墨轴12的使用寿命和增加受力次数。

[0071] 虽然籽晶210没有在侧向挤压件21首次挤压作用下断裂，但籽晶210会在截断单元20的后续侧向剪切力作用下断裂。得益于首次被挤压形成的剪切缺口槽，之后截断单元20作用于籽晶210的剪切力大小同样相对较小，且远小于将籽晶210一次性剪切断裂所需的力，最终籽晶210在至少受两次侧向剪切力后完全断裂。

[0072] 进一步地，截断单元20还包括可活动设置的侧向抵靠件23以及驱动连接侧向抵靠件23的抵靠驱动件24，侧向抵靠件23与抵靠驱动件24安装于机架50，抵靠驱动件24能够驱动侧向抵靠件23相对靠近或远离提升轴线运动。侧向抵靠件23用于和侧向挤压件21协同作用以便于在籽晶210外周壁受力形成剪切缺口槽，侧向抵靠件23能够率先接触籽晶210以供籽晶210与之固定抵靠，接着侧向挤压件21靠近籽晶210运动，并在籽晶210保持固定的状态下向其施加侧向剪切力。

[0073] 侧向挤压件21与侧向抵靠件23的协同配合可以确保籽晶210在承受侧向剪切力过程中只发生剪切碎裂，而不发生弯曲形变，这样可以进一步降低侧向挤压件21对石墨轴12的力作用，侧向挤压件21作用于籽晶210的力在相当大程度上都用于使籽晶210碎裂并去除一部分籽晶210材料，防止籽晶210弯曲后带动石墨轴12随其同步弯曲。

[0074] 为了使侧向挤压件21与侧向抵靠件23能够更好地协同配合，避免二者相互影响，侧向抵靠件23与侧向挤压件21相对设置，籽晶210位于二者之间。抵靠驱动件24与挤压驱动件22能够分别驱动侧向抵靠件23与侧向挤压件21相向运动，这里需要说明的是，侧向抵靠件23与侧向挤压件21相向运动，是指二者相对靠近对方的运动，是对二者相对运动的方向性限定，而并非是对二者运动的时间性限定，换言之，相向运动并不意味着侧向抵靠件23与侧向挤压件21在相同的时间段内运动。

[0075] 可选的，挤压驱动件22与抵靠驱动件24可以选用直线伸缩气缸，二者能够分别驱动侧向挤压件21与侧向抵靠件23沿相同直线相向运动，挤压驱动件22驱动侧向挤压件21运动的方向，以及抵靠驱动件24驱动侧向抵靠件23运动的方向均垂直于籽晶210的轴线/提升轴线，侧向抵靠件23作用于籽晶210的抵靠支撑力与籽晶210轴线垂直，侧向挤压件21作用于籽晶210的剪切力同样与籽晶210轴线垂直。

[0076] 当然，在一些实施方式中，挤压驱动件22与抵靠驱动件24还可以通过其他驱动方式驱动侧向挤压件21与侧向抵靠件23相向运动。例如挤压驱动件22与抵靠驱动件24还可以分别驱动侧向挤压件21与侧向抵靠件23绕相同的转动中心转动，侧向挤压件21与侧向抵靠件23各自的运动轨迹形成一个相互衔接的圆弧段，尽管二者各自的轨迹与籽晶210轴线不垂直，但最终侧向抵靠件23作用于籽晶210的抵靠支撑力与籽晶210轴线垂直，侧向挤压件21作用于籽晶210的剪切力与籽晶210轴线垂直。

[0077] 可选的，侧向挤压件21包括凸棱端211，侧向抵靠件23具有与凸棱端211外形相适配的剪切配合槽231。凸棱端211棱边的延伸方向与剪切配合槽231的槽沟具有相同的延伸方向。沿垂直于凸棱端211棱边的方向剖切侧向挤压件21，凸棱端211的形状呈V字形，与之相适应地，剪切配合槽231呈V形。侧向抵靠件23中用于形成剪切配合槽231的两个并列凸起的端部用于抵靠籽晶210，凸棱端211的棱边用于挤压剪切籽晶210。

[0078] 具体地，凸棱端211的棱边与剪切配合槽231的槽沟均相对于提升轴线交叉形成异面夹角，夹角大小可以是90°，当晶体连接单元10竖直设置，提升轴线沿竖直方向延伸时，凸棱端211的棱边以及剪切配合槽231的槽沟均沿水平方向延伸，侧向挤压件21与侧向抵靠件23能够沿水平方向相向运动。

[0079] 凸棱端211能够与剪切配合槽231形成固定插接配合。在侧向抵靠件23通过其两个用于形成剪切配合槽231的并且凸起的端部抵靠籽晶210外周壁的情况下，凸棱端211随着挤压驱动件22的驱动逐渐伸入剪切配合槽231内，最终籽晶210外周壁背离剪切配合槽231槽沟的一侧被剪切挤压形成剪切缺口槽。沿籽晶210的轴向，剪切缺口槽位于籽晶210和用于形成剪切配合槽231的两个并列凸起的接触点之间。

[0080] 可以理解，在其他实施方式中，凸棱端211的棱边也可以是其他形状，不仅可以是一段直线段，还可以是两段甚至更多段首尾衔接的直线段或曲线段，只要能够在凸棱端211上形成锐边，能够在较小的挤压驱动件22的驱动力驱动下在籽晶210外周壁上施加足够的压强，以便去除材料并形成剪切缺口槽即可，例如凸棱端211末端可以设置为锥尖或者三角形薄板结构。

[0081] 在其他实施方式中，侧向抵靠件23还可以省去并替换为侧向挤压件21，以得到两个能够相向运动靠近的侧向挤压件21，或者取消设置在侧向抵靠件23的剪切配合槽231，并且在侧向抵靠件23上同样设置凸棱端211，以使侧向抵靠件23的凸棱端211与侧向挤压件21的凸棱端211相对设置，两个凸棱端211的棱边相对于提升轴线以及籽晶210轴线交叉形成异面夹角。通过设置两个侧向挤压件21或者两个凸棱端211，籽晶210能够在首次受剪切挤压力后形成两个开口相背的剪切缺口槽，籽晶210被去除的材料更多，在后续受力过程中能够更快更早地断裂。

[0082] 进一步地，晶体生长设备还包括第一调节单元30以及第二调节单元。第一调节单元30包括第一调节驱动件31以及第一减速器32，第一调节驱动件31驱动连接第一减速器32，第一减速器32连接侧向挤压件21或挤压驱动件22；第二调节单元包括第二调节驱动件以及第二减速器，第二调节驱动件驱动连接第二减速器，第二减速器连接侧向抵靠件23或抵靠驱动件24。

[0083] 第一调节单元30的作用是调节侧向挤压件21与晶体连接单元10的相对位置，确保侧向挤压件21能够平稳且准确地挤压籽晶210，以免挤压驱动件22驱动侧向挤压件21错过籽晶210或者相对于提升轴线偏斜而使籽晶210弯曲变形。第二调节单元的作用是调节侧向抵靠件23与晶体连接单元10的相对位置，确保侧向抵靠件23能够平稳且准确地抵持籽晶210，以免抵靠驱动件24驱动侧向抵靠件23错过籽晶210或者相对于提升轴线偏斜而使籽晶
210弯曲变形。

[0084] 可选的，第一调节驱动件31和第二调节驱动件分别为电机，第一减速器32与第二减速器分别为蜗轮蜗杆减速器，蜗轮蜗杆减速器具有极大的传动比，具有更高的调节精度，同时可以减小电机驱动时所产生的误差干扰。

[0085] 可选的，侧向抵靠件23还开设有抵靠容纳槽232用以容纳籽晶210。请参阅图3，抵靠容纳槽232可以是V形槽，且具有平行于提升轴线的槽沟。抵靠容纳槽232沿平行于籽晶210轴线的方向延伸，同时与剪切配合槽231相交并相互连通。籽晶210容置于抵靠容纳槽
232之后，其位于抵靠容纳槽232与剪切配合槽231相连通交汇的位置形成剪切缺口槽。第二调节单元用于消除抵靠容纳槽232与籽晶210之间的相对位置偏差，调节完成后，抵靠容纳槽232的槽沟与籽晶210相对设置，且抵靠容纳槽232的槽沟在抵靠驱动件24驱动下运动扫掠形成的面包含籽晶210轴线，由此抵靠驱动件24可以直接驱动侧向抵靠件23运动直至抵靠容纳槽232的槽沟恰好抵持籽晶210。

[0086] 抵靠容纳槽232的设置还可以进一步提高籽晶210与侧向抵靠件23固定抵靠的效果，用于形成抵靠容纳槽232的连个并列凸起可以止挡籽晶210外周壁，以使籽晶210在受剪切力的同时更严格地维持直线棒状结构，从而进一步降低侧向挤压件21对石墨轴12的侧向力干扰。

[0087] 进一步地，晶体生长设备还包括第一光线投射器41，第一光线投射器41可以是激光发生器。第一光线投射器41至少连接侧向抵靠件23，并且能够跟随侧向抵靠件23作为一个整体联合靠近籽晶210运动。第一光线投射器41用于帮助人员判定第二调节单元是否调节完毕，也即抵靠容纳槽232的槽沟与籽晶210是否相对设置。当第一光线投射器41发出的光线投射至籽晶210时，标志着第二调节单元调节完毕，抵靠驱动件24可直接驱动侧向抵靠件23运动并将其抵靠容纳槽232的槽沟抵接于籽晶210，也即抵靠驱动件24驱动抵靠容纳槽232槽沟运动的轨迹与籽晶210轴线位于同一平面内。

[0088] 以下介绍本发明的晶体截断方法，该方法利用上述晶体生长设备实施完成，具体包括以下步骤：

[0089] S10、利用截断单元20挤压籽晶210的外周壁，以在所述籽晶210的外周壁上形成剪切缺口槽；

[0090] S20、驱动晶体连接单元10带动籽晶210与晶棒220周向转动，并检测所述晶体连接单元10的晃动量；

[0091] S30、在所述晶体连接单元10的晃动量大于预设晃动幅度的情况下，带动所述截断单元20相对所述籽晶210运动，以撞断所述籽晶210。

[0092] 步骤S10具体通过截断单元20的侧向挤压件21向籽晶210外周壁施加剪切压力来实现。为了确保籽晶210上形成剪切缺口槽，而不是直接被侧向挤压件21一次性剪切截断，可以为截断单元20设置反馈传感单元42，反馈传感单元42可以是连接侧向挤压件21背离籽晶210一端的力传感器，也可以是连接侧向抵靠件23背离籽晶210一端的力传感器。针对反馈传感单元42预先设置一个极限压力值，用以监测侧向挤压件21作用于籽晶210的力的大小。因此，步骤S10包括：

[0093] S11、利用反馈传感单元42测量所述籽晶210反作用于所述截断单元20的力，并得到实际挤压剪切力；

[0094] S12、在所述实际剪切挤压力大于或等于预设极限值的情况下，控制所述截断单元20中止挤压所述籽晶210。

[0095] 步骤S11中，反馈传感单元42测得的籽晶210反作用于截断单元20的力，包括籽晶210反作用于侧向挤压件21的力，当然，反馈传感单元42测得的籽晶210反作用于截断单元
20的里，还可以包括籽晶210反作用于侧向抵靠件23的力。步骤S11中得到的实际挤压剪切力，即为籽晶210实时反作用于侧向挤压件21或侧向抵靠件23的压力。

[0096] 步骤S12中的预设极限值即为上述针对反馈传感单元42预先设置的极限压力值，该预设极限值为籽晶210反作用于侧向挤压件21或侧向抵靠件23的压力的最大容许上限，一旦反馈传感单元42测得的实际挤压剪切力大于这一最大容许上限，意味着侧向挤压件21或侧向抵靠件23很快将要完全切断籽晶210，因此为了籽晶210不至于在首次剪切受力时就被切断，有必要实时监控籽晶210所受的剪切力，并在籽晶210断裂之前及时中止挤压籽晶210。

[0097] 为了确保籽晶210能够在首次剪切受力时最大程度地被去除材料，同时兼顾籽晶210的连续性，避免籽晶210过早地或者一次性地断裂，侧向挤压件21直接接触籽晶210的部位的形状要符合一定要求，例如在侧向挤压件21上设置凸棱端211，利用凸棱端211的棱边挤压籽晶210外周壁，凸棱端211的形状被配置为：沿垂直于凸棱端211棱边的方向剖切凸棱端211，得到的形状为V字形。由此，步骤S10还包括：

[0098] S13、利用侧向挤压件21的凸棱端211挤压所述籽晶210的外周壁，以在所述籽晶210的外周壁上形成剪切缺口槽，其中，

[0099] 在垂直于所述籽晶210的轴线的平面上，所述剪切缺口槽的内壁的投影形状呈扇形；及/或，所述剪切缺口槽的深度尺寸为所述籽晶210断面直径的20% 30%。~

[0100] 当凸棱端211的形状符合上述实施例时，凸棱端211能够在籽晶210上得到如步骤S13所述的剪切缺口槽。步骤S13中所限定的剪切缺口槽具有容易扩展的特点，具体来说，籽晶210在后续受剪切力的过程中容易断裂，且所需要的剪切力不会很大，在非常轻微的剪切力作用下，剪切缺口槽就会扩展至使籽晶210完全断裂，并且籽晶210在首次形成剪切缺口槽之后仍能维持较好的形态。

[0101] 为了确保籽晶210在承受侧向剪切力的过程中不会发生弯曲形变，以避免籽晶210受弯形变后带动石墨轴12一并弯曲形变，需要利用前述实施例中的侧向抵靠件23对籽晶210提供抵靠支撑作用，以使籽晶210在保持固定形态的情况下仅承受剪切力。由此，步骤S10还包括：

[0102] S14、带动侧向抵靠件23相对籽晶210运动，以使所述侧向抵靠件23固定抵靠于所述籽晶210的外周壁；

[0103] S15、带动所述侧向挤压件21相对靠近所述侧向抵靠件23运动，以使所述侧向挤压件21与所述侧向抵靠件23相向挤压所述籽晶210。

[0104] 步骤S14可通过抵靠驱动件24带动侧向抵靠件23运动来实现，为了防止侧向抵靠件23作用于籽晶210的抵靠支撑力过大，导致籽晶210被侧向抵靠件23挤压弯曲甚至断裂，也可以针对截断单元20设置反馈传感单元42，该反馈传感单元42可以是连接侧向抵靠件23相对远离籽晶210一端的力传感器，并且同样可以针对该反馈传感单元42设置极限压力值，一旦其检测到籽晶210反作用于侧向抵靠件23的力大于该极限压力值，抵靠驱动件24立即停止驱动侧向抵靠件23。

[0105] 步骤S15可以由前述实施例中的挤压驱动件22与抵靠驱动件24分别驱动侧向挤压件21与侧向抵靠件23相向运动来实现。当然，侧向挤压件21与侧向抵靠件23相向运动仅仅是对二者各自运动方向的限定性描述，而不应理解为侧向挤压件21与侧向抵靠件23同时运动。可选地，抵靠驱动件24驱动侧向抵靠件23抵靠籽晶210先于挤压驱动件22驱动侧向挤压件21挤压籽晶210。当侧向挤压件21与侧向抵靠件23相向挤压籽晶210时，籽晶210受凸棱端211的剪切力和籽晶210受剪切配合槽231的支撑力相平衡，因而籽晶210能够继续维持固定状态且不发生形变。

[0106] 步骤S20中，籽晶210与晶棒220的周向转动可以由晶体驱动件驱动晶体连接单元10绕提升轴线转动来实施完成。一般地，在棒状籽晶210析出成形之后，无论是籽晶210还是晶棒220，其形状都难以维持绝对严格的柱状或者棒状，籽晶210和晶棒220的密度均匀程度/在各方向上发育的程度都有所差异，并且籽晶210的轴线直线度/晶棒220的轴线直线度都难以维持绝对理想直线、籽晶210与晶棒220各自的轴线还有可能与晶体连接单元10的轴线存在偏心误差。

[0107] 因此，当晶体连接单元10绕提升轴线转动，带动籽晶210与晶棒220跟随晶体连接单元10转动时，籽晶210和晶棒220会相对于提升轴线径向晃动，而籽晶210与石墨轴12之间的固定连接会将籽晶210和晶棒220的晃动传递至晶体连接单元10，最终晶体连接单元10也会相对于提升轴线径向晃动，当晶体驱动件驱动晶体连接单元10匀速率转动时，晶体连接单元10会进行周期性的径向偏移。

[0108] 检测晶体连接单元10的晃动量，主要是检测晶体连接单元10中硬轴11和石墨轴12轴线相对于提升轴线径向晃动的偏移量，检测的目的是判断晶体连接单元10被晶体驱动件带动后所产生的真实晃动量是否超出步骤S30中的预设晃动幅度，以便根据其真实晃动量的大小选择相应的后续籽晶210剪切施力方式。对此可以针对晶体生长设备设置基准生成单元，基准生成单元负责生成晃动上限基准线，上限基准线与晶体连接单元10之间的相对位置作为衡量晶体连接单元10的晃动量参数。

[0109] 因此，步骤S20包括以下步骤：

[0110] S21、利用基准生成单元生成晃动上限基准线，并使所述晶体连接单元10在静止状态下不与所述晃动上限基准线相交；

[0111] S22、驱动所述晶体连接单元10带动所述籽晶210与所述晶棒220周向转动，检测所述晶体连接单元10与所述晃动上限基准线的相对位置；

[0112] S23、在所述晶体连接单元10与所述晃动上限基准线相交的情况下，判定所述晶体连接单元10的晃动量大于预设晃动幅度，否则，判定所述晶体连接单元10的晃动量不大于所述预设晃动幅度。

[0113] 上述基准生成单元固定安装于晶体生长炉内，具体可以是安装在机架50上，在晶体连接单元10或者截断单元20运动过程中，基准生成单元严格保持与机架50和晶体生长炉的相对固定。基准生成单元包括第二光线投射器以及光线接收器，第二光线投射器可以是激光发生器，也可以是其他类型的光线发生器件，第二光线投射器所发出的光线作为基准生成单元的晃动上限基准线。

[0114] 判定晶体连接单元10的晃动量是否超出预设晃动幅度，主要考察晶体连接单元10是否遮挡光线，遮挡光线可视为一种特殊的晶体连接单元10与晃动上限基准线相交的情形。如果光线接收器接收到第二光线投射器发出的光线时，意味着晶体连接单元10没有遮挡光线，光线不与其相交，因而晶体连接单元10的晃动量未超出预设晃动幅度，反之如果光线接收器接受到第二光线投射器发出的光线时，意味着光线与晶体连接单元10相交，晶体连接单元10的晃动量超出预设晃动幅度。

[0115] 由于石墨轴12被籽晶210固定包裹，因此可以根据光线接收器是否接收到第二光线投射器发出的光线，确定硬轴11是否遮挡光线。

[0116] 基准生成单元的安装需要在晶体连接单元10处于静止状态下进行，并且要确保晃动上限基准线与晶体连接单元10外侧之间具有偏移距离，该偏移距离恰好是晶体连接单元10晃动量即将达到预设晃动幅度时，晶体连接单元10相对于提升轴线的径向偏移量。在晶体连接单元10处于静止的状态下，硬轴11的轴线、石墨轴12的轴线均可以认为与提升轴线相重合，故此时晶体连接单元10相对于提升轴线的径向偏移量为零。

[0117] 如前述，晶体连接单元10与晃动上限基准线的相对位置通过考察光线接收器是否接受到第二光线投射器发出的光线来确定。若光线直接投射至硬轴11外周壁，或者光线与硬轴11外周壁相切，则属于晶体连接单元10与晃动上限基准线相交的情形，此时光线接收器无法接收光线，晶体连接单元10的晃动量大于预设晃动幅度，只有当光线偏离硬轴11的外周壁后直接投射至光线接收器，才属于晶体连接单元10与晃动上限基准线不相交、晶体连接单元10不大于预设晃动幅度的情形。

[0118] 除此之外，基准生成单元还可以利用真实可触碰的基准线作为晃动上限基准线，例如基准生成单元包括力传感器以及与力传感器连接的传感线，传感线两端固定且处于张紧状态，传感线可以在晶体连接单元10处于静止状态下布置好，并始终维持张紧状态。如果晶体连接单元10转动过程中触碰到传感线，使得力传感器感应到力信号变化，则表示晶体连接单元10的晃动量大于预设晃动幅度，反之，则认定晶体连接单元10的晃动量不大于预设晃动幅度。

[0119] 进一步地，本发明提供的晶体截断方法还包括以下步骤：

[0120] S40、在所述晶体连接单元10的晃动量不大于预设晃动幅度的情况下，利用所述截断单元20挤压所述籽晶210，并重复步骤S20，所述籽晶210的被挤压部位与所述剪切缺口槽位于所述籽晶210的同一轴向位置。

[0121] 由此，在完成步骤S10和步骤S20之后，向籽晶210施加侧向剪切力的方式便可以根据籽晶210在步骤S20中的晃动幅度分为两种。第一种情形，即籽晶210在被剪切形成剪切缺口槽之后，由于材料去除量较多，或者籽晶210在剪切挤压过程中出现一定程度的形变的缘故，使得籽晶210和晶棒220在跟随晶体连接单元10转动过程中出现较大幅度的晃动的情况下，实施步骤S30向籽晶210施加后续侧向剪切力；第二种情形，即籽晶210在被剪切形成剪切缺口槽之后，由于材料去除量较少，或者籽晶210在剪切挤压过程中未出现明显形变的缘故，使得籽晶210和晶棒220在跟随晶体连接单元10转动过程中晃动量较小，甚至未出现晃动的情况下，实施步骤S40向籽晶210施加后续侧向剪切力。

[0122] 上述中提及的后续侧向剪切力，具体是指所有发生于截断单元20首次挤压剪切籽晶210并形成剪切缺口槽之后的、由截断单元20作用于籽晶210的剪切力。本发明并不具体限定籽晶210被截断单元20施加侧向剪切力的次数，换言之，后续侧向剪切力作用于籽晶210的次数既可以是1，使得籽晶210经过两次剪切而断裂，后续侧向剪切力作用于籽晶210的次数也可以是N，使得籽晶210经过N+1次剪切而断裂。作用于籽晶210的侧向剪切力的次数与籽晶210首次受力形成的剪切缺口槽的形状有关，当剪切缺口槽的形状呈扇形，且具有籽晶210横断面直径20% 30%的深度时，后续侧向剪切力通常作用1‑3次之后就会使籽晶210~
完全断裂。

[0123] 步骤S30与步骤S40的区别在于，前者是通过撞击籽晶210，通过向籽晶210施加短促的冲击力使籽晶210发生疲劳断裂的，后者是通过继续挤压籽晶210，向籽晶210作用持续时间较长、且大小和方向固定的挤压力而使籽晶210发生疲劳断裂。撞击籽晶210可以利用前述实施例中的侧向挤压件21来执行，撞击时籽晶210与侧向挤压件21之间的相对运动无需增设其他驱动结构来实现，只需要在晶体驱动件驱动晶体连接单元10绕提升轴线转动的过程中，利用籽晶210相对于提升轴线的晃动所产生的径向偏移量而使其主动靠近侧向挤压件21即可。由此，步骤S30包括：

[0124] S31、驱动所述晶体连接单元10带动所述籽晶210与所述晶棒220周向转动，以使所述籽晶210碰撞所述截断单元20，所述籽晶210的被撞击部位在所述籽晶210的轴向上不高于所述剪切缺口槽。

[0125] 可以理解，撞击籽晶210不一定要通过侧向挤压件21来执行，在一些实施方式中，还可以利用侧向抵靠件23撞击籽晶210。由于是通过截断单元20向籽晶210施加短促冲击力，因此，籽晶210在接收截断单元20撞击时的部位的位置精度要求相对较低，侧向挤压件21/侧向抵靠件23既可以撞击与剪切缺口槽处于相同轴向高度的籽晶210外周壁，也可以撞击在籽晶210轴向上低于剪切缺口槽的籽晶210外周壁部分，只要撞击部位不高于剪切缺口槽，避免位于籽晶210上方的石墨轴12受到较大冲击即可。

[0126] 进一步地，晶体截断方法还包括以下步骤：

[0127] S50、驱动所述晶体连接单元10带动所述籽晶210与所述晶棒220周向转动，以使所述籽晶210与所述晶棒220的周向朝向恢复至起始朝向，所述籽晶210首次接受所述截断单元20挤压时，所述籽晶210与所述晶棒220的周向朝向为所述起始朝向。

[0128] 无论是执行步骤S30还是执行步骤S40来向籽晶210施加剪切力，都可以在籽晶210跟随晶体连接单元10转动结束后，由晶体驱动件再次驱动晶体连接单元10转动，从而使籽晶210与晶棒220的周向朝向恢复至形成剪切缺口槽之前的状态。具体可以针对晶体连接单元10设置角度计程单元，例如旋转编码器，由角度计程单元记录籽晶210接收首次挤压剪切时的周向朝向作为初始周向朝向，然后将其与步骤S20执行完成后的籽晶210周向朝向进行比较，计算出此时籽晶210的周向朝向与初始周向朝向的角度差，接着由晶体驱动件驱动晶体连接单元10以弥补该角度差。

[0129] 可选的，为了确保籽晶210在撞击作用下断裂得到平整光洁的断面，防止籽晶210断裂部位出现毛刺，可以利用前述实施例中的凸棱端211撞击籽晶210，优选利用凸棱端211的棱边沿垂直于提升轴线的方向撞击籽晶210。这样设置的好处在于，不仅可以向籽晶210施加侧向冲击力，还可以利用凸棱端211棱边切割籽晶210，特别是在执行步骤S50后，籽晶210的周向朝向恢复至初始周向朝向，剪切缺口槽的开口方向与剪切缺口槽形成时的开口方向一致，凸棱端211切入剪切缺口槽时会使剪切缺口槽的开度和深度快速增大，从而加快籽晶210断裂。由此，步骤S31包括：

[0130] S311、驱动所述晶体连接单元10带动所述籽晶210与所述晶棒220周向转动，以使所述籽晶210碰撞所述侧向挤压件21的凸棱端211，所述凸棱端211与所述籽晶210的轴线交叉成角。

[0131] 在不考虑籽晶210相对提升轴线晃动时，其轴线与提升轴线之间的偏差量的情况下，籽晶210的轴线可以认为大致平行于提升轴线，凸棱端211的棱边优先配置为沿垂直于提升轴线的方向延伸。

[0132] 在执行步骤S40的过程中，可以继续利用挤压驱动件22驱动侧向挤压件21相对靠近籽晶210以向籽晶210施加维持较长时间的剪切力，同时也可以利用侧向抵靠件23抵靠籽晶210，以使籽晶210在固定抵靠于侧向抵靠件23的状态下接收侧向挤压件21剪切挤压。值得说明的是，为了使籽晶210最终形成的断面光洁平整，减少毛刺，在以挤压方式向籽晶210施加后续侧向剪切力的过程中，截断单元20挤压籽晶210的位置始终固定，均和籽晶210首次被挤压形成的剪切缺口槽位于同一轴向高度；并且在籽晶210接收后续侧向剪切力的之前，都相应执行一次步骤S50，以使籽晶210的剪切缺口槽开口朝向恢复至初次形成时的开口朝向，从而确保侧向挤压件21的凸棱端211每次都可以顺利地伸入剪切缺口槽内以扩撑其开口，加快剪切缺口槽所处高度的籽晶210碎裂。

[0133] 最终籽晶210被剪切截断的过程可以分为以下三种情形：第一种情形，籽晶210接受首次挤压得到剪切缺口槽，然后在撞击作用下断裂，总共经历两次剪切受力；第二种情形，籽晶210接受首次挤压得到剪切缺口槽，然后继续接受一次或多次挤压，最后在撞击作用下断裂，总共经历至少三次剪切受力，最后一次受力类型为撞击；第三种情形，籽晶210首次接收挤压得到剪切缺口槽，然后继续接受一次或多次挤压直至断裂，总共经历至少三次剪切受力，每次受力类型都是挤压。

[0134] 进一步地，晶体截断方法还包括以下步骤：

[0135] S60、调节所述截断单元20与所述晶体连接单元10的相对位置，使所述截断单元20到达于所述籽晶210的高度区间。

[0136] 步骤S60可以由晶体驱动件驱动晶体连接单元10沿提升轴线平移运动来完成，当截断单元20到达于籽晶210的高度区间，具体是侧向挤压件21与侧向抵靠件23恰好位于石墨轴12与晶棒220之间的高度位置，且恰好处于籽晶210的高度区间时，晶体驱动件停止驱动晶体连接单元10。

[0137] 可选的，可以针对晶体连接单元10设置位移传感器或者高度监测感应器，并且将位移传感器或高度监测感应器的位置设置为当侧向挤压件21与侧向抵靠件23位于籽晶210的高度区间时，二者与硬轴11相对靠近晶棒220的一端同处相同高度，此时位移传感器或者高度监测感应器被触发形成到位信号，以使控制程序控制晶体驱动件停止驱动。

[0138] 以上所述实施方式的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施方式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。

[0139] 本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上实施方式所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围内。