用于蓝宝石单晶的高纯高密氧化铝块体原料的生产方法

摘要

本发明是用于蓝宝石单晶的高纯高密氧化铝块体原料的生产方法，利用高频感应电源作为加热电源，使冷坩埚内的氧化铝微粉原料熔融后形成一个熔池，再结合使冷坩埚缓慢下降的升降法拉单晶工艺，使熔池内的氧化铝发生多晶核定向结晶，最终获得细小的柱状或针状氧化铝小晶体簇。该方法用于生产高纯度高密度氧化铝块体料，单位电耗低，易实现大批量生产，所得氧化铝小晶体纯度高于99.997%，体密度不小于3.7g/cm3，堆积密度不小于2.0g/cm3。

主权项

用于蓝宝石单晶的高纯高密氧化铝块体原料的生产方法，包括以下顺序工艺步骤：① 在铜管制成的冷坩埚内装入厚度80～100mm的氧化铝碎晶块，再于该碎晶块上铺盖一层厚度90～110mm的氧化铝微粉， ② 将数量为4～18根的石墨电极条以相互平行的状态固定并水平地摆放于步骤①所述氧化铝微粉层上，然后再用厚度为20～30mm的氧化铝微粉覆盖所述石墨电极条，③ 接通所述冷坩埚的循环冷却水系统，使其中的循环冷却水保持循环流动状态，④ 接通所述冷坩埚外环绕的感应线圈的高频感应电源，调整电压，直至所述石墨电极条之间产生高温电弧放电产生3000℃的高温，熔化所述石墨电极条附近的氧化铝微粉使其逐渐形成一个小熔池，⑤ 将后续氧化铝微粉投入到步骤④所述小熔池中，直至其全部熔化，⑥ 待所有原料熔化后，启动所述冷坩埚的下降装置，直至所述感应线圈沿铅垂向最下端的一圈脱离所述冷坩埚内的所述小熔池液面，⑦ 保持步骤③所述循环冷却水处于循环流动状态，直至所述冷坩埚内的熔体完全凝固并冷却至接近室温，⑧ 卸出所述冷坩埚内的熔体，将其打碎后剔除所述石墨电极条，即可得到用于生长大尺寸蓝宝石单晶的高纯高密氧化铝块体原料，该块体原料为柱状或针状小单晶簇。