本发明属于蓝宝石制备领域,具体涉及一种泡生法制备超低吸收蓝宝石的方法及蓝宝石。
背景技术:
1、蓝宝石晶体具有高硬度、高强度及优异的光学特性,是轻质复合透明装甲材料的主要候选材料之一。蓝宝石晶体的熔化温度约为2050℃,泡生法是目前蓝宝石衬底片来源的主流生长方法。
2、国际上主要有俄罗斯monocrystal、美国rubicon等公司采用泡生法生产蓝宝石晶体。
3、一般泡生法蓝宝石生长过程主要包括:1.原料装炉。2.抽真空,升温化料。3.缩颈及引晶。4.放肩。5.等径生长阶段。6.降温退火。
4、在高功率激光中蓝宝石吸收系数对器件(器件为如窗口(光学元件和红外军事装置、卫星空间技术、高强度激光)、衬底(蓝光半导体二极管led、二极管ld)等)的使用寿命,使用阈值都有直接的影响,现有的泡生法生长的蓝宝石吸收系数较高,不能满足器件的需要。
5、现有的由al2o3料经泡生法制备的蓝宝石的吸收系数2.07±0.13*10-4/cm较高,不能满足器件的需要。
技术实现思路
1、针对上述缺陷,本发明的提供一种泡生法制备超低吸收蓝宝石的方法,通过对泡生法工艺地改进,降低了蓝宝石的吸收系数。
2、一种泡生法制备超低吸收蓝宝石的方法,包括以下步骤:
3、⑴取al2o3和降低蓝宝石吸收系数的物质,将降低蓝宝石吸收系数的物质掺杂入al2o3形成混合料;
4、⑵将⑴的混合料装入坩埚中;
5、⑶抽真空,升温化料;
6、⑷缩颈及引晶;
7、⑸放肩;
8、⑹等径生长阶段;
9、⑺降温退火取蓝宝石晶体。
10、作为优选,⑴中,降低蓝宝石吸收系数的物质为石墨烯、si、na、li中的一种或多种。
11、作为优选,所述石墨烯的掺杂量为0.5-3ppm,si的掺杂量为0.5-3ppm,na的掺杂量为0.5-3ppm,li的掺杂量为0.5-3ppm。
12、作为优选,⑷中,缩颈距离在10-15mm;引晶阶段籽晶提拉速度在5-15mm/h,籽晶在本步骤的整个过程中处于旋转状态,转速在1-5rpm,引晶总高度约30-80mm。
13、作为优选,⑸中,生长速度为:60-120g/h。
14、作为优选,⑸中,提拉速度在0.1-0.6mm/h。
15、作为优选,⑹中,生长速率恒定为600-800g/h。
16、作为优选,⑺中,降温退火为自然降温退火直至室温,降至室温后30-60h后充2-3h氩气,充气结束后30-50h开炉取蓝宝石。
17、本发明还提供一种超低吸收蓝宝石。
18、一种超低吸收蓝宝石,该超低吸收蓝宝石由al2o3和降低蓝宝石吸收系数的物质制成。
19、作为优选,降低蓝宝石吸收系数的物质石墨烯、si、na、li中的一种或多种。
20、作为优选,石墨烯的掺杂量为0.5-3ppm,si的掺杂量为0.5-3ppm,na的掺杂量为0.5-3ppm,li的掺杂量为0.5-3ppm。
21、一种超低吸收蓝宝石,该超低吸收蓝宝石由上述的方法制备而成。
1.一种泡生法制备超低吸收蓝宝石的方法,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的泡生法制备超低吸收蓝宝石的方法,其特征在于,⑴中,降低蓝宝石吸收系数的物质为石墨烯、si、na、li中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述的泡生法制备超低吸收蓝宝石的方法,其特征在于,所述石墨烯的掺杂量为0.5-3ppm,si的掺杂量为0.5-3ppm,na的掺杂量为0.5-3ppm,li的掺杂量为0.5-3ppm。
4.根据权利要求1-3任一所述的泡生法制备超低吸收蓝宝石的方法,其特征在于,⑷中,缩颈距离在10-15mm;引晶阶段籽晶提拉速度在5-15mm/h,籽晶在本步骤的整个过程中处于旋转状态,转速在1-5rpm,引晶总高度约30-80mm。
5.根据权利要求1-4任一所述的泡生法制备超低吸收蓝宝石的方法,其特征在于,⑸中,生长速度为:60-120g/h。
6.根据权利要求1-5任一所述的泡生法制备超低吸收蓝宝石的方法,其特征在于,⑸中,提拉速度在0.1-0.6mm/h。
7.根据权利要求2-6任一所述的泡生法制备超低吸收蓝宝石的方法,其特征在于,⑹中,生长速率恒定为600-800g/h。
8.根据权利要求2-7任一所述的泡生法制备超低吸收蓝宝石的方法,其特征在于,⑺中,降温退火为自然降温退火直至室温,降至室温后30-60h后充2-3h氩气,充气结束后30-50h开炉取蓝宝石。
9.一种超低吸收蓝宝石,其特征在于,该超低吸收蓝宝石由al2o3和降低蓝宝石吸收系数的物质制成;优选地,降低蓝宝石吸收系数的物质石墨烯、si、na、li中的一种或多种;优选地,石墨烯的掺杂量为0.5-3ppm,si的掺杂量为0.5-3ppm,na的掺杂量为0.5-3ppm,li的掺杂量为0.5-3ppm。
10.一种超低吸收蓝宝石,其特征在于,该超低吸收蓝宝石由权利要求1-8任一所述的方法制备而成。