生長具有一定曲率的半球狀藍寶石晶體的方法
2023-05-28 13:43:26
專利名稱：生長具有一定曲率的半球狀藍寶石晶體的方法
技術領域：
本發明涉及晶體生長領域，尤其涉及一種生長具有一定曲率的半球狀藍寶石晶體的方法。
背景技術：
藍寶石具有高硬度，耐高溫、耐腐蝕、透過光譜 範圍寬、透過率高、優良的介電性能。藍寶石以其優良的性能廣泛應用於國防、軍事、科研等一系列高技術領域，同時在民用工業上也有很廣泛的應用。由於藍寶石生長溫度高(生長溫度在2050度，導致單晶生長爐功率高)、溫場變量多、輔助時間長(非生產時間佔到整個工序的三分之一以上)，導致生產成本過高。導模法則具有晶體生長速度快，尺寸可以精確控制，節省材料，時間和能源，提高經濟效益，是最有發展前景的藍寶石生長方法之一。隨著現代科技的發展，現代工業對異形藍寶石的需求量愈來愈大，其中具有一定曲率半徑的藍寶石最為顯著。一直以來具有一定曲率半徑的藍寶石單晶應用在工作於戶外惡劣條件下(冰雪、砂石、潮溼、低溫等)的光學傳感器都是依賴傳統的加工工藝。傳統的加工工藝，是將藍寶石毛坯棒經滾圓、切割、研磨得到的，工序多、時間長、有效利用率低、力口工材料浪費嚴重。
發明內容
本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種基於導模法來生長具有一定曲率的半球狀藍寶石晶體的方法。本發明是通過以下技術方案實現的
一種生長具有一定曲率的半球狀藍寶石晶體的方法，包括有坩堝及置於所述坩堝中的中間帶有狹縫底部開有通孔的模具，所述坩堝中有氧化鋁熔體，且氧化鋁熔體沿著模具的狹縫上湧，在模具表面形成一層熔體層，還包括有兩個平行放置的豎直支架、水平橫杆、提拉頭、提拉杆、夾具、籽晶和兩個平行放置的水平導軌，所述的兩個豎直支架分別滑動安裝在所述的兩個水平導軌上，所述的水平橫杆的兩端分別固定在兩個豎直支架的頂部，水平橫杆上滑動安裝有所述的提拉頭，所述的提拉杆的的底部安裝所述的夾具，所述的籽晶安裝在夾具上，提拉杆與提拉頭滑動連接，將籽晶對準模具，調節提拉頭水平方向的位置、提拉杆豎直方向的位置和豎直支架在水平導軌上的滑動，將三者的移動軌跡相配合，形成具有一定曲率的幾何球面，引導晶體生長成具有一定曲率的半球狀藍寶石晶體。本發明的工作原理是將籽晶對準模具，開始引導晶體生長，將籽晶的運動軌跡調節成具有一定曲率的半球狀，即晶體生長成具有一定曲率的半球狀藍寶石晶體。本發明的優點是本發明通過改進的導模法生長半球狀藍寶石晶體，具有生長晶體速度快、一次成型的優點，還可以減少半球狀藍寶石晶體的後續加工工序、降低在晶體加工過程中的資源能源消耗、節約成本。
圖I為模具的安裝位置示意圖。圖2為模具剖面圖。圖3為滑動部件安裝示意圖。圖4為具有一定曲率半球狀的藍寶石示意圖。
具體實施例方式一種生長具有一定曲率的半球狀藍寶石晶體的方法，如圖I和2所示，包括有坩堝I及置於所述坩堝I中的中間帶有狹縫3底部開有通孔4的模具2，所述坩堝I中有氧化鋁熔體，且氧化鋁熔體沿著模具2的狹縫3上湧，在模具2表面形成一層熔體層；如圖3所示，還包括有兩個平行放置的豎直支架5、水平橫杆6、提拉頭7、提拉杆8、夾具9、籽晶11和兩 個平行放置的水平導軌10，所述的兩個豎直支架5分別滑動安裝在所述的兩個水平導軌10上，所述的水平橫杆6的兩端分別固定在兩個豎直支架5的頂部，水平橫杆6上滑動安裝有所述的提拉頭7，所述的提拉杆8的的底部安裝所述的夾具9，所述的籽晶11安裝在夾具9上，提拉杆8與提拉頭7滑動連接，將籽晶11對準模具2，調節提拉頭7水平方向的位置、提拉杆8豎直方向的位置和豎直支架5在水平導軌10上的滑動，將三者的移動軌跡相配合，形成具有一定曲率的幾何球面，引導晶體生長成具有一定曲率的半球狀藍寶石晶體12，如圖4所示。
權利要求
1. 一種生長具有一定曲率的半球狀藍寶石晶體的方法，包括有坩堝及置於所述坩堝中的中間帶有狹縫底部開有通孔的模具，所述坩堝中有氧化鋁熔體，且氧化鋁熔體沿著模具的狹縫上湧，在模具表面形成一層熔體層，其特徵在於還包括有兩個平行放置的豎直支架、水平橫杆、提拉頭、提拉杆、夾具、籽晶和兩個平行放置的水平導軌，所述的兩個豎直支架分別滑動安裝在所述的兩個水平導軌上，所述的水平橫杆的兩端分別固定在兩個豎直支架的頂部，水平橫杆上滑動安裝有所述的提拉頭，所述的提拉杆的的底部安裝所述的夾具，所述的籽晶安裝在夾具上，提拉杆與提拉頭滑動連接，將籽晶對準模具，調節提拉頭水平方向的位置、提拉杆豎直方向的位置和豎直支架在水平導軌上的滑動，將三者的移動軌跡相配合，形成具有一定曲率的幾何球面，引導晶體生長成具有一定曲率的半球狀藍寶石晶體。
全文摘要
本發明公開了一種生長具有一定曲率的半球狀藍寶石晶體的方法，採用導摸法使模具表面形成一層熔體層，將籽晶對準模具，通過調節所述提拉頭水平方向的位置，提拉杆豎直滑動，豎直支架水平滑動，將三個移動的軌跡相配合，形成具有一定曲率的幾何球面，引導晶體生長成具有一定曲率的半球狀。本發明通過改進的導模法生長半球狀藍寶石晶體，具有生長晶體速度快、一次成型的優點，還可以減少半球狀藍寶石晶體的後續加工工序、降低在晶體加工過程中的資源能源消耗、節約成本。
文檔編號C30B15/34GK102703980SQ201210179450
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月1日 優先權日2012年6月1日
發明者李紅星, 梁志安, 王願願, 胡高華, 賈建國, 陳怡新 申請人:鴻福晶體科技(安徽)有限公司