本发明专利技术公开了一种用γ-Al2O3制备α-Al2O3单晶体的方法及其设备，该设备包括机架，该机架上由上至下依序设有以下装置：原料输送装置，所属原料输送装置包括盛装γ-Al2O3的原料桶，以及与盛装γ-Al2O3的原料桶分别连接的氧气输送管和氢气输送管；喷嘴，所述喷嘴包括氧气喷头和套设在氧气喷头上的氢气喷头，氧气喷头的进口与γ-Al2O3的原料桶和氧气输送管连接，氢气喷头的进口与氢气输送管连接；烧结炉的炉芯；以及α-Al2O3结晶柱的升降托盘；所述喷嘴延伸入烧结炉的炉芯的空腔内，α-Al2O3结晶柱的升降托盘可升降α-Al2O3结晶柱，使α-Al2O3结晶柱进出烧结炉的炉芯的空腔，所述盛装γ-Al2O3的原料桶底部设有滤网，且该原料桶设有使滤网产生不同的振动以调节γ-Al2O3输送速度的装置。使用本发明专利技术的方法和设备制作出来的α-Al2O3单晶体成色好、晶体尺寸的大小可调节。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及a -Al2O3单晶体的制备，尤其涉及一种用Y -Al2O3制备a -Al2O3单晶体的制备方法及其设备。
技术介绍
蓝宝石广泛应用于高亮度LED的衬底材料、精密仪器轴承、大规模集成电路SOI和SOS的衬底材料、特种光学元器件、高能探测和高功率强激光的窗口材料、高压材料。目前可生长蓝宝石晶体的生长方法主要有热交换法、泡生法、电阻加热温梯法、坩埚下降法。但热交换法采用氦气作冷却气体，代价昂贵，并且不能直接生长C轴方向的晶体；泡生法工艺重复性差、能耗高；电阻加热温梯法工艺重复性差、成品率低。感应加热铱 坩埚提拉法，投入大、成本高。传统的坩埚下降法，温度梯度调整范围有限，很难提供生长大尺寸蓝宝石晶体所需的温度梯度，同时导致晶体排杂质和气泡的能力低，晶体内部缺陷较多，晶体成品率仅50%左右。另外目前用于生长蓝宝石的设备主要是烧结炉，然而现有技术中的烧结炉，不能有效控制制作蓝宝石的原料Y-Al2O3与氧气以及氢气之间的浓度，也即是很难控制氧气、氢气与Y -Al2O3粉末之间的质量比，而由于氧气和氢气是气体，只需要在他们的输送管路上装上流量控制阀，就能很好的控制氢气和氧气的燃烧比，这就表明需要控制Y-Al2O3、氧气、氢气之间的质量比的关键是要控制好Y -Al2O3粉末的质量。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种制造成本低、工艺控制简单、成品率高、晶体质量好的用Y -Al2O3制备a -Al2O3单晶体的制备方法。本专利技术的再一个目的是提供一种能够有效调节Y -Al2O3输送速度，进而控制Y-Al2O3粉末、氧气极易氢气之间的质量比，生成的a -Al2O3晶体质量好、成品率高的用Y-Al2O3制作a -Al2O3单晶体的烧结炉。为达到上述目的，本专利技术的技术方案为一种用Y-Al2O3制备C1-Al2O3单晶体的制备方法包括以下步骤I)将纯度彡99. 99%的Y -Al2O3装入原料桶内；2)给与原料桶相连接的氧气输送管通入氧气，氧气将Y -Al2O3带入烧结炉的喷嘴内，同时给烧结炉的喷嘴通入氢气；3)点燃从烧结炉的喷嘴喷出的氢气、氧气和Y -Al2O3的混合物，使该混合物在烧结炉的炉芯内燃烧，Y-Al2O3熔化；4)用设有a -Al2O3晶种的结晶柱，使熔化状态的Y -Al2O3在该结晶柱上结晶转化成a -Al2O3，该结晶温度彡2050°C，即制得a -Al2O3单晶体。所述步骤3)中的混合物燃烧的温度彡20500C。一种用Y -Al2O3制备a -Al2O3单晶体的烧结炉包括机架，该机架上由上至下依序设有以下装置原料输送装置，所属原料输送装置包括盛装Y-Al2O3的原料桶，以及与盛装Y-Al2O3的原料桶分别连接的氧气输送管和氢气输送管；喷嘴，所述喷嘴包括氧气喷头和套设在氧气喷头上的氢气喷头，氧气喷头的进口与Y-Al2O3的原料桶和氧气输送管连接,氢气喷头的进口与氢气输送管连接；烧结炉的炉芯；以及a -Al2O3结晶柱的升降托盘；所述喷嘴延伸入烧结炉的炉芯的空腔内，C1-Al2O3结晶柱的升降托盘可升降 C1-Al2O3结晶柱，使C1-Al2O3结晶柱进出烧结炉的炉芯的空腔，所述盛装Y-Al2O3的原料桶底部设有滤网，且该原料桶设有使滤网产生不同的振动以调节Y-Al2O3输送速度的装置。所述使滤网产生振动的装置为设置在机架上的击打所述Y-Al2O3原料桶的杠杆结构，杠杆结构的击打端位于原料桶的顶部，杠杆结构的另一端与一设置在机架上的凸轮轴的凸轮配合，杠杆结构的另一端与该凸轮轴的凸轮基圆配合时，杠杆结构的击打端击打所述原料桶，杠杆结构的另一端与该凸轮轴的凸轮其他部分配合时，杠杆结构的击打端远离所述原料桶，且该凸轮轴由可改变凸轮轴的转速的变频电机带动。所述杠杆结构设有用于调节杠杆结构的支点的高低的升降杆。所述升降杆可以调节杠杆结构的支点的高低，进而调节杠杆结构击打Y -A12 O 3的原料桶的力度,实现调节滤网的振动幅度。所述烧结炉的机架上滑动设有隔离烧结炉的炉芯与操作员的隔热防护板。所述烧结炉的炉芯上设有观察孔。本专利技术采用以上的技术方案，利用在烧结炉的机架上设置的杠杆结构和在Y-Al2O3的原料桶底部设置滤网，杠杆结构的击打端击打烧结炉Y-Al2O3的原料桶，从而造成滤网振动，使滤网内的Y-Al2O3粉末进入氧气输送管道与氧气混合，由于在杠杆的另一端的凸轮轴是由变频电机带动的，调节变频电机的转速就可以调节凸轮轴的转速，进而调节凸轮轴带动杠杆击打Y-Al2O3的原料桶的频率，使原料桶的滤网产生不同的振动，进而实现有效控制Y-Al2O3的粉末参与氧气和氢气燃烧时的流入量,控制好了 Y-Al2O3的粉末参与氧气和氢气燃烧时的流入量，也就实现了 Y -Al2O3燃烧时与氧气和氢气的浓度是可以调整和控制的，本专利技术的方法和烧结炉制作出来的a -Al2O3单晶体成色好、晶体尺寸的大小可控制调节。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明图1为本专利技术烧结炉的立体结构示意图；图2为本专利技术烧结炉的原料输送装置和喷嘴结构的剖视连接示意图。具体实施例方式如图1-2之一所示，一种用Y-Al2O3制备α-Α1203单晶体的制备方法包括以下步骤I)将纯度彡99. 99%的Y -Al2O3装入原料桶21内;2)给与原料桶21相连接的氧气输送管22通入氧气，氧气将Y -Al2O3带入烧结炉的喷嘴3内，同时给烧结炉的喷嘴3通入氢气；3)点燃从烧结炉的喷嘴3喷出的氢气、氧气和Y -Al2O3的混合物，使该混合物在烧结炉的炉芯4内燃烧，Y -Al2O3熔化；4)用设有a -Al2O3晶种的结晶柱5，使熔化状态的Y -Al2O3在该结晶柱5上结晶转化成a -Al2O3，该结晶温度彡2050°C，即制得a -Al2O3单晶体。所述步骤3)中的混合物燃烧的温度彡20500C。一种用Y -Al2O3制备a -Al2O3单晶体的烧结炉包括机架1，该机架I上由上至下依序设有以下装置原料输送装置2，所属原料输送装置2包括盛装Y -Al2O3的原料桶21，以及与盛装 Y-Al2O3的原料桶21分别连接的氧气输送管22和氢气输送管23 ；喷嘴3，所述喷嘴3包括氧气喷头31和套设在氧气喷头31上的氢气喷头32，氧气喷头31的进口 33与Y-Al2O3的原料桶21和氧气输送管22连接，氢气喷头32的进口 34与氢气输送管23连接；烧结炉的炉芯4;以及a -Al2O3结晶柱5的升降托盘6 ；所述喷嘴3延伸入烧结炉的炉芯4的空腔内，a-Al2O3结晶柱5的升降托盘6可升降a -Al2O3结晶柱5，使a -Al2O3结晶柱5进出烧结炉的炉芯4的空腔，所述盛装Y-Al2O3的原料桶21底部设有滤网7，且该原料桶21设有使滤网7产生不同的振动以调节Y -Al2O3输送速度的装置8。所述使滤网7产生振动的装置8为设置在机架I上的击打所述Y -Al2O3原料桶21的杠杆结构，杠杆结构8的击打端81位于原料桶21的顶部,杠杆结构8的另一端82与一设置在机架I上的凸轮轴9的凸轮91配合，杠杆结构8的另一端82与该凸轮轴9的凸轮91基圆配合时，杠杆结构8的击打端81击打所述原料桶21，杠杆结构8的另一端82与该凸轮轴9的凸轮91其本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用γ?Al2O3制备α?Al2O3单晶体的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：1）将纯度≥99.99%的γ?Al2O3装入原料桶内；2）给与原料桶相连接的氧气输送管通入氧气，氧气将γ?Al2O3带入烧结炉的喷嘴内，同时给烧结炉的喷嘴通入氢气；3）点燃从烧结炉的喷嘴喷出的氢气、氧气和γ?Al2O3的混合物，使该混合物在烧结炉的炉芯内燃烧，γ?Al2O3熔化；4）用设有α?Al2O3晶种的结晶柱，使熔化状态的γ?Al2O3在该结晶柱上结晶转化成α?Al2O3，该结晶温度≤2050℃，即制得α?Al2O3单晶体。
【技术特征摘要】
1.一种用Y-Al2O3制备C1-Al2O3单晶体的制备方法，其特征在于其包括以下步骤 1)将纯度彡99.99%的Y -Al2O3装入原料桶内； 2)给与原料桶相连接的氧气输送管通入氧气，氧气将Y-Al2O3带入烧结炉的喷嘴内，同时给烧结炉的喷嘴通入氢气； 3)点燃从烧结炉的喷嘴喷出的氢气、氧气和Y-Al2O3的混合物，使该混合物在烧结炉的炉芯内燃烧，Y -Al2O3熔化； 4)用设有C1-Al2O3晶种的结晶柱，使熔化状态的Y-Al2O3在该结晶柱上结晶转化成a -Al2O3，该结晶温度彡2050°C，即制得a -Al2O3单晶体。2.根据权利要求1所述的一种用Y-Al2O3制备C1-Al2O3单晶体的制备方法，其特征在于所述步骤3)中的混合物燃烧的温度彡2050°C。3.一种用于实现权利要求1或2所述的用Y -Al2O3制备a -Al2O3单晶体的制备方法的烧结炉，包括机架，该机架上由上至下依序设有以下装置 原料输送装置，所属原料输送装置包括盛装Y-Al2O3的原料桶，以及与盛装Y-Al2O3的原料桶分别连接的氧气输送管和氢气输送管； 喷嘴，所述喷嘴包括氧气喷头和套设在氧气喷头上的氢气喷头，氧气喷头的进口与Y -Al2O3的原料桶和...
【专利技术属性】
技术研发人员：林志高，
申请(专利权)人：福建鑫磊晶体有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。