蓝宝石晶体生长工艺研究

B、二组市场奖励设置：（附二组市场奖级设置及分析表）1、特等奖：1名，奖励品价值金额￥1800(礼品旅游2、一等奖：3名，奖励品价值金额￥800（礼品）3、二等奖：600人，奖励品价值金额￥30（手表化妆品礼品包）4、陈列奖：900份，奖励品价值金额￥18（礼品表其它）5、小礼品：8000份，价值金额￥0.8元费用合计：每省49600元，总计396800元。

全国活动费用总计：96.56万元奖品说明：（附“康必得健康乐园系列活动评分办法”）小礼品：在整个活动过程中（4个月）用于OTC人员在平时工作和店员的沟通上。

可以多样化和体现一定的价值差。

陈列奖：主要是用于在12月份提高产品陈列上，对药店的奖励面在91.6%，对药店店员的奖励面在25%左右。

奖品形式体现实用性。

二等奖：主要用于在活动完后综合评分发放，奖励面在17%左右，奖品形式体现要有特色和有价值。

一等奖：以抽奖的方式发放，入围条件是积分达到45分以上（指标不宜定得过高，以让更多的人看到希望）。

特等奖：以抽奖的方式发放，体现较大吸引力，以抽奖的方式发放，入围条件是积分达到60以上。

三、方案的执行和控制：1、活动通知到位的问题：关系到参与药店广度的问题具体规定：活动告知---临时协议---判定认可标准2第43卷第3期2011年3月哈尔滨工业大学学报JOURNAL OF HARBIN INSTITUTE OF TECHNOLOGYVol. 43No. 3Mar．2011泡生法蓝宝石晶体生长工艺的探讨121刘丽君，徐家庆，蔡兴民（1．深圳大学物理科学与技术学院，518060深圳，1186163401@qq．com ；2．深圳晶蓝德灯饰有限公司，518108深圳）摘要：为了研究工艺参数对泡生法蓝宝石晶体生长过程及其晶体质量的影响，在自行研制的泡生法蓝宝并在等径生长期间采用不同的维持功率石晶体生长炉上进行了试验．调整籽晶热交换器水流量及进水温度，下降速度，结果表明：热交换器冷却强度对引晶及放肩阶段晶体生长有显著影响，并逐步减弱；维持功率下降速度直接影响等径生长阶段的晶体生长速度和晶体质量，下降太快将导致晶体缺陷密度增加，严重时形成多晶．在晶体生长过程中，合理调节籽晶热交换器的冷却强度，谨慎操控维持功率下降速度是蓝宝石单晶生长成败的关键．关键词：泡生法；蓝宝石单晶；水冷热交换器；维持功率中图分类号：TB321文献标志码：A文章编号：0367－6234（2011）03－0145－043 、陈列比赛奖品发放的问题：参加活动的药店店员提供身份证具体规定：活动流程告知书。

泡生法生长蓝宝石晶体1 引言无色蓝宝石(α- Al2O3)属六方晶系,最高工作温度可以达到1900 ℃。

目前以其特殊的物理化学性质、价格优势和晶体尺寸而成为光电子和微电子产业中用量最大的无机氧化物晶体材料,尤其是在本世纪的固体光源革命中,以蓝宝石为衬底的GaN基蓝绿光LED产业的大力发展,不断推动着对蓝宝石生长技术和晶体质量的研究。

此外,由于蓝宝石晶体易于获得大尺寸单晶,而且其热噪音仅为石英玻璃的1.9倍,模式因子Q比石英玻璃高两个数量级,故以蓝宝石晶体作为干涉仪光学介质将极大地提高光学灵敏度。

蓝宝石晶体已经被美国国家自然科学基金委员会作为L IGO (Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory)计划中首选的光学材料。

因此高光学质量和大尺寸蓝宝石晶体生长技术仍然是产业界探索和研究的热点内容之一。

2 蓝宝石晶体的生长技术蓝宝石晶体的合成方法主要有焰熔法、助熔剂法和熔体法, 其中熔体法又可分为几种。

焰熔法生长的宝石晶体尺寸较小, 具有大量的镶嵌结构, 质量欠佳；助熔剂法生长的宝石晶体也很小, 且含有助熔剂阳离子, 质量也不太好；而熔体法生长的宝石晶体具有较高的纯度和完整性, 尺寸较大。

其基本原理是将晶体原料放入耐高温坩埚中加热熔化, 然后在受控条件下通过降温使熔体过冷却, 从而生长晶体。

由于降温的受控条件不同, 因此, 从熔体中生长宝石晶体的方法也稍有不同。

目前, 世界上主要的熔体法生长技术有4种晶体提拉法、导模法、热交换法和泡生法。

本文着重报道的是利用泡生法生长无色蓝宝石晶体。

2.1 晶体提拉法晶体提拉法( cr ystal pulling metho d) 由J.Czochralski 于1918 年发明, 故又称 丘克拉斯基法 , 简称Cz 提拉法, 是利用籽晶从熔体中提拉生长出晶体的方法, 能在短期内生长出高质量的单晶。

这是从熔体中生长晶体最常用的方法之一。

泡生法生长蓝宝石的原理和应用研究摘要：蓝宝石以独特的晶体结构而具有许多优异的性能，比如硬度高、耐磨性化学也稳定和耐热性好等。

本文简要叙述了用于生长高质量蓝宝石晶体的生长技术。

详细介绍了泡生法生长高质量无色蓝宝石的原理、生长工艺和技术要点，讨论了高质量无色蓝宝石应用前景。

关键词：泡生法；蓝宝石；晶体生长；原理；应用1引言20世纪后半叶，单晶技术的发展推动材料科学其他分支的迅速发展--晶体材料，蓝宝石是一种多功能的材料，其原材料便宜、生长过程资源能耗低、无环境污染、生物兼容性较好，有越来越多的研究者去研究和发展[1]。

蓝宝石，α-Al2O3单晶，又称“刚玉”，其莫氏硬度为9；当晶体含有不同微量元素时，就会显示不同颜色。

例如，掺杂Ti4+或Fe2+显现蓝色，掺杂Cr3+显现红色，掺杂Ni3+显现黄色。

蓝宝石高强度、高硬度、高透过率(从0.195～5.5μm 波段均能透过)、耐冲刷、耐腐蚀、耐高温(在接近2000 ℃下仍可工作)，在红外军事装置、卫星空间技术、空间飞行器、高强度激光窗口材料、超声波传导元件、微波电子管介质材料及精密仪器轴承等行业得到广泛的应用；蓝宝石独特的晶格结构、优异的力学性能、良好的热力学性能使其成为最理想的发光二极管(LED)半导体，以及大规模集成电路SOI 和SOS及超导纳米结构薄膜的衬底材料[2]。

蓝宝石晶体最早被AugusteVerneuil人为生长出来，并将其扩大到商业化生产[3]。

到今天，蓝宝石的生长已有100多年的历史，市场对蓝宝石的需求量有增无减，这对蓝宝石生长方法也提出了更苛刻的要求。

目前主要的生长方法有：焰熔法、提拉法、泡生法、热交换法、垂直布里奇曼法(VB)等。

只有对这些方法的进一步探索研究，才能推动蓝宝石产业不断进步发展。

2泡生法的原理与工艺2.1原理泡生法(Kyropoulos method)于1926年由Kyropouls发明，经过科研工作者几十年的不断改造和完善，是目前解决晶体提拉法不能生产大晶体的好方法之一[4]。

蓝宝石晶片生产工艺蓝宝石晶片是一种具有广泛应用的宝石材料，其生产工艺十分关键。

本文将详细介绍蓝宝石晶片的生产工艺，并阐述其在各个环节的具体过程。

一、原料准备蓝宝石晶片的生产首先需要准备优质的蓝宝石原料。

这些原料通常来自于矿石，经过开采后进行初步筛选和清洗，去除其中的杂质和不纯物质。

然后，将原料进行粉碎，得到适合生产的颗粒状物料。

二、坯料制备将筛选好的原料颗粒与适量的助熔剂混合，然后将混合物放入高温炉中进行熔炼。

在熔炼的过程中，需要控制好温度和熔融时间，使得混合物充分熔融并达到均匀混合的状态。

熔融后的物料称为坯料。

三、晶体生长晶体生长是蓝宝石晶片生产的关键步骤。

将坯料放入生长炉中，通过控制温度和降温速率，使得坯料中的蓝宝石晶体逐渐生长。

晶体生长的过程需要十分精确的控制，以确保晶体的质量和尺寸符合要求。

四、切割和研磨晶体生长完成后，需要对晶体进行切割和研磨，以得到所需的蓝宝石晶片。

切割通常使用钻石刀具进行，将晶体切割成薄片。

然后，对薄片进行精细研磨，使其表面光滑平整。

五、抛光和清洗经过切割和研磨后的蓝宝石晶片需要进行抛光处理，以增加其光泽度和透明度。

抛光通常使用特殊的研磨工具和研磨材料进行，将晶片表面进行细致的抛光处理。

抛光完成后，还需要对晶片进行清洗，去除表面的残留物和污垢。

六、质量检验蓝宝石晶片生产的最后一步是进行质量检验。

通过目测、显微镜观察和专业仪器检测等方式，对晶片的外观、尺寸、透明度和杂质含量等进行检测。

只有通过了质量检验的蓝宝石晶片才能进入下一阶段的加工和应用。

蓝宝石晶片的生产工艺包括原料准备、坯料制备、晶体生长、切割和研磨、抛光和清洗以及质量检验等环节。

每个环节都需要严格的控制和操作，以确保蓝宝石晶片的质量和性能达到要求。

蓝宝石晶片的生产工艺的完善和创新，不仅可以提高生产效率和产品质量，还能推动蓝宝石晶片在各个领域的应用和发展。

专利名称：一种200kg级蓝宝石晶体的生长设备及生长工艺专利类型：发明专利
发明人：腾斌,康森,张吉,王勤峰,段斌斌,王国强,丁钰明,倪浩然,徐金鑫,程佳宝,常慧
申请号：CN201610716767.3
申请日：20160824
公开号：CN106435717A
公开日：
20170222
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于晶体生长技术领域，涉及一种晶体生长方法，尤其涉及一种200kg级大尺寸蓝宝石晶体的生长方法；同时，本发明还涉及一种200kg级蓝宝石晶体的生长设备，包括不锈钢桶，所述不锈钢桶内侧设置有保温层，所述保温层内设置有圆形钨笼发热体，所述圆形钨笼发热体内腔中设置有圆形坩埚。

本发明提供的用于200kg级蓝宝石晶体的生长设备，具有圆形坩埚，以及圆形钨笼发热体，其温场分布均匀稳定，制备出的晶体上部气泡群较少。

并且，这种圆形坩埚热场可根据晶体掏棒规格的实际需要设计不同的长、宽、高比例，晶体利用率高。

申请人：天通银厦新材料有限公司
地址：750021 宁夏回族自治区银川市西夏区银川经济技术开发区宏图南街296号
国籍：CN
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摘要蓝宝石具有一些列优异的光学、力学、热学性能，是理想的红外窗口材料之一。

也是氮化镓外延生长最常用的沉底材料之一。

但蓝宝石晶体生长实验成本高、周期长，只靠郑家实验频率获得理想的生长工艺，已不能满足蓝宝石向着更高质量、更大尺寸方向发展的需求。

引入晶体生长数值模拟技术，可以有效的减少试验次数。

节省成本。

采用热交换发生长老宝石晶体，一句晶体生长理论，对生长系统进行合理近似，建立晶体生长数值分析模型，并引入晶体生长模拟软件CryMas，通过优化网格划分精度及选择气体对流方程迭代次数等手段，最终使得模拟结果与实验结果一致。

本文通过多种介质的对比，结合热交换法生长蓝宝石的具体特点，确定氦气为优选的热交换介质；研究了进气温度对热交换效率的影响，发现热交换效率随进气温度身高而单调降低；控制点温度从2345K升高到2370K的过程中，热交换效率几乎不变；热交换效率随进气口与出气口面积比Sin/Sout及进气口距离热交换器顶端的距离D的变化关系是非常单调的，确定了优选的工艺参数。

模拟了热交换器中气流量增大引起温场的变化过程，晶体和熔体中温度降低，温度梯度增大固液界面以近弧面的形式向前推进；结合生长系统的具体特点喝本实验室条件，确定了优选的保温材料；模拟了坩埚在加热器中的位置，对坩埚中温场的影响，确定了优选的坩埚位置；坩埚长径比增大，干活中温度梯度喝固液界面凸度变小；圆筒形加热器的长径比对蓝宝石生长过程中温度梯度和固液界面凸度影响较大。

长径比的增大，有利于得到较小的温度梯度和固液界面凸度；圆筒形加热器小角度（≤4°）倾斜对坩埚中温场无明显影响；热交换法蓝宝石晶体生长过程中难以避免地因异质形核出现多晶，因蓝宝石晶体热膨胀系数不匹配而相互挤压，导致晶体开裂。

为此，将热交换器至于干过的上方，表面固液界面和生长的晶体与坩埚壁接触。

模拟了相应的晶体生长过程，发现随气流量增大，晶体自籽晶处开始生长，在扩肩、等径生长过程中，晶体与熔体中的温度降低，温度梯度增大；通过改变坩埚在加热器中的位置，有效地避免了锅边结晶和锅底结晶，获得了合适的温场；对比了热交换器在不同位置时的生长特点，发现热交换器在坩埚上方时，能有效避免开裂问题。