一种泡生法制备超低吸收蓝宝石的方法及蓝宝石与流程

文档序号:33990898发布日期:2023-04-29 15:21阅读:191来源:国知局

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。



技术特征:

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。


技术总结
本发明公开了一种泡生法制备超低吸收蓝宝石的方法,包括以下步骤: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;⑵将⑴的混合料装入坩埚中;⑶抽真空,升温化料;⑷缩颈及引晶;⑸放肩;⑹等径生长阶段;⑺降温退火取蓝宝石晶体。本发明通过对泡生法工艺地改进,降低了蓝宝石的吸收系数。

技术研发人员:承刚,周南浩,赵鹏,高崇,陈建荣,黄存新,王颖,张怡
受保护的技术使用者:北京中材人工晶体研究院有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/11
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