一种利用蓝宝石碎块制造蓝宝石晶棒的工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105506739A(43)申请公布日2016.04.20(21)申请号201510748328.6(22)申请日2015.11.06(71)申请人浙江露通机电有限公司地址311822浙江省绍兴市诸暨市江藻镇渔江村皋埂(72)发明人应江辉蔡申鲁永李陈涛(74)专利代理机构杭州杭诚专利事务所有限公司33109代理人尉伟敏郑新军(51)Int.Cl.C30B29/20(2006.01)C30B17/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种利用蓝宝石碎块制造蓝宝石晶棒的工艺(57)摘要本发明涉及晶体材料加工制造技术领域，公开了一种利用蓝宝石碎块制造蓝宝石晶棒的工艺，包括以下步骤：籽晶挑选，取一定重量的蓝宝石碎块，在500℃-800℃的真空加热炉内加热1-2h，冷却后取出，蓝宝石碎块中挑选出没有晶界的籽晶，将挑选处的籽晶安装到泡生炉内的籽晶夹持器上；蓝宝石碎块处理、装炉；引晶，泡生炉内抽真空，加热器一次加热，保温0.5-1h；加热器二次加热，加热至炉内温度升高20℃-40℃，保温0.5-1h；降低加热器功率，炉内温度降低20℃-40℃后保温1-2h，籽晶夹持器旋转下降后接触、引晶；引晶结束后扩肩生长、等径生长。本发明具有引晶更加稳定可靠、蓝宝石内部晶界少质量高有益效果。CN105506739ACN105506739A权利要求书1/1页1.一种利用蓝宝石碎块制造蓝宝石晶棒的工艺，其特征是，包括以下步骤：a、籽晶挑选：取一定重量的蓝宝石碎块，在500℃-800℃的真空加热炉内加热1-2h，冷却后取出，蓝宝石碎块中挑选出没有晶界的籽晶，将挑选处的籽晶安装到泡生炉内的籽晶夹持器上；b、蓝宝石碎块处理、装炉：用去离子水清洗蓝宝石碎块，清洗后淬火粉碎形成颗粒相对均匀的蓝宝石颗粒，然后用去离子水清洗蓝宝石颗粒，将蓝宝石颗粒装入钨坩埚，将钨坩埚置于泡生炉内；c、引晶：泡生炉内抽真空，加热器一次加热，加热至蓝宝石颗粒完全熔化形成熔体，保温0.5-1h；加热器二次加热，加热至炉内温度升高20℃-40℃，保温0.5-1h；降低加热器功率，炉内温度降低20℃-40℃后保温1-2h，籽晶夹持器旋转下降，籽晶下端与熔体接触、引晶；d、引晶结束后扩肩生长、等径生长；e、晶棒完全长成后，降低加热器功率，以20-30℃/h的速率降温至室温，得到蓝宝石晶棒。2.根据权利要求1所述的一种利用蓝宝石碎块制造蓝宝石晶棒的工艺，其特征是，在步骤c中，加热器一次加热过程中，钨坩埚以5-10rpm的速度旋转，第一加热后的保温过程中，钨坩埚以1-2rpm的速度旋转。3.根据权利要求2所述的一种利用蓝宝石碎块制造蓝宝石晶棒的工艺，其特征是，钨坩埚在一次加热过程中的旋转方向与一次加热后保温过程中的旋转方向相反。4.根据权利要求1或2所述的一种利用蓝宝石碎块制造蓝宝石晶棒的工艺，其特征是，在步骤c中，加热器二次加热过程中，钨坩埚以2-4rpm的速度旋转，二次加热后的保温过程中，钨坩埚以0.5-1rpm的速度旋转，二次加热、保温结束后，钨坩埚停止转动。5.根据权利要求1所述的一种利用蓝宝石碎块制造蓝宝石晶棒的工艺，其特征是，在步骤d中的扩肩生长阶段，降低加热器功率，以0.5-2℃/h的速率降温，籽晶夹持器以0.25mm-0.35mm/h的速度上移。6.根据权利要求1或2或3或5所述的一种利用蓝宝石碎块制造蓝宝石晶棒的工艺，其特征是，在步骤d中的等径生长阶段，降低加热器功率，以1-2.5℃/h的速率降温，籽晶夹持器以0.15mm-0.25mm/h的速度上移。2CN105506739A说明书1/3页一种利用蓝宝石碎块制造蓝宝石晶棒的工艺技术领域[0001]本发明涉及晶体材料加工制造技术领域，尤其涉及一种利用蓝宝石碎块制造蓝宝石晶棒的工艺。背景技术[0002]蓝宝石具有优良的物理、机械、化学及红外透光性能，一直是微电子、航空航天、军工等领域急需的材料。目前通常采用泡生法制造蓝宝石晶棒，把高纯度的三氧化二铝密堆于坩埚内并加热熔化，然后通过籽晶旋转进行引晶、扩肩，最后制成蓝宝石晶棒。蓝宝石晶棒在后续加工过程中会产生很多颗粒大小差异很大的碎块，通常这些蓝宝石碎块也能直接销售，但是销售价格较低，而且利用率较低；为了提高蓝宝石碎块的价值和利用率，有些厂家把蓝宝石碎块作为原料，从新回炉后再用泡生法制成蓝宝石，但是最终制成的蓝宝石晶棒与直接采用高纯度原材料制成的蓝宝石晶棒的质量差距较大，由于蓝宝石碎块内的晶格排列方式与三氧化二铝原材料内的晶格排列方式不同，因此如果采用通常的泡生法工艺把蓝宝石碎块熔化制成蓝宝石晶体后，其质量达不到要求。发明内容[0003]本发明为了解决现有技术中的直接采用泡生法工艺把蓝宝石碎块