焰熔法快速生长刚玉系蓝宝石晶体材料的工艺及设备

摘要

焰熔法快速生长刚玉系蓝宝石晶体材料的工艺及设备，属于焰熔法制造刚玉系晶体的工艺及装备领域。本发明通过对晶体生长工艺的改造，有效突破了快速生长的方法，完全解决了晶体生长尺寸不大的难题，极大的提高了生产效率，生产成本得到进一步有效的掌控。而且在2050℃的高温下，γ‑AL₂O₃粉中的低熔点杂质被气化，高熔点杂质在氧化气氛中被氧化，完全实现了晶体的生长过程，实际上完成了晶体的再结晶和再提纯的过程，因而，在这种新工艺的条件下，a‑AL₂O₃蓝宝石晶体，纯度高达99.9998%，完全可以满足用户对晶体纯度的要求。全套设备结构设计简洁合理，科学实用，有利于高质高效的进行晶体生长作业，适宜在业界推广普及。

主权项

焰熔法快速生长刚玉系蓝宝石晶体材料的工艺，其特征在于包括如下步骤：(1)将预先做好的籽晶固定在升降台上，并扶正；(2)打开氢气源，在燃烧室中用明火点燃；(3)打开氧气源，并将流量调整到8m³/小时；(4)检查火焰位置，调正火焰形状至稳定；(5)将做好的升降台送入炉体中，并调正籽晶到火焰中心，籽晶在观察口2/3处；(6)熔种：调正氢气流量为：25m/小时，加大氧气流量，直至晶种上部熔为球形；(7)落料：调正落料数量4g/分；(8)开启升降装置，使晶体的熔融部分降到温度较低的区域而结晶，初试阶段的下降速度为65mm/小时；(9)晶体的扩大生长：加大气体流量，氢气流量固定在32m³/小时，氧气流量在10分钟内由8m³/小时逐渐的平稳的上调至12.5m³/小时，并固定在这个流量至生长结束；(10)晶体的等径生长：氢气流量固定在32m³/小时，氧气流量固定在12.5m³/小时，并使氢气和氧气的波动U型压力计显示为0.15mm；(11)调整落料数量至6g‑8g/分钟；(12)调整下降机构至100‑130mm/小时，此时，晶体在高温炉中即快速的长大起来。