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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]。
微提拉旋转泡生法制备蓝宝石晶体及LED衬底材料研究报告一、行业背景：未来高亮度照明LED的市场将非常广阔LED是发光二极管的简称（Light-Emitting-Diode），是由化合物半导体材料制成的发光器件。
其发光的基本原理是利用LED内原本分离两端的电子和空穴，在外加正向电压后相互结合时将电能转化成光能，能量以光的形式释放出来。
LED是一种节能环保、寿命长和多用途的环保光源，其能耗仅为白炽灯的10%，荧光灯的50%。
LED作为一种照明光源的普及将能能够显著降低电力消耗，减少二氧化碳排放。
中国是世界上光电子技术研究发展速度最快的国家之一，随着中国“国家半导体照明工程”的启动实施，目前中国的一些研究机构和企业大大加快了产业化的步伐，美国、欧洲和日本等发达国家都积极支持LED产业的发展，出台产业支持政策。
从“十一五”计划开始，我国政府将把半导体照明工程作为一个重大工程进行推动。
国内企业大多数从事LED下游的封装和应用，所需芯片、关键设备和技术大部分得从境外进口。
手机背光源的普及推动全球LED产业快速发展；从2021年起，笔记本电脑屏幕和电视屏幕采用LED逐渐普及，是全球LED产业新的发展动力；未来高亮度照明LED的市场非常广阔其中景观照明是最大的细分市场，背光源和显示屏次之。
通过发光方式的转变，LED将电能直接转化为光能，能量转化效率大大高于白炽灯和荧光灯。
中国绿色照明工程促进项目办公室的专项调查显示，我国照明用电每年在3000亿度以上，如由LED取代，可节省1/3的照明用电，相当于总投资规模超过2000亿元的三峡工程的全年发电量。
LED作为一种照明光源的普及将能能够显著降低电力消耗，减少二氧化碳排放。
LED的使用寿命可达10万小时，是荧光灯的10倍，白炽灯的100倍。
LED光源的微型化、快速响应、色彩丰富以及可数字化控制等特点使其拥有巨大的应用市场。
中国大陆已经成为世界上重要的中低端LED封装生产基地。
《泡生法制备蓝宝石接种状态视觉检测方法研究》篇一一、引言随着科技的发展，蓝宝石作为一种重要的光学材料，其制备工艺和质量控制显得尤为重要。
泡生法作为制备蓝宝石的一种常见方法，其接种状态的检测对于保证蓝宝石的质量和性能至关重要。
本文将重点研究泡生法制备蓝宝石接种状态的视觉检测方法，以期为蓝宝石制备工艺的优化提供理论支持和实践指导。
二、蓝宝石及泡生法制备概述蓝宝石，作为铝氧化物的一种，因其具有优异的物理、化学和光学性能，被广泛应用于各种高科技领域。
泡生法是一种制备蓝宝石的常见方法，其基本原理是通过高温高压环境，使原料在特定条件下结晶生长，形成蓝宝石晶体。
在泡生法中，接种状态对蓝宝石的晶体质量和性能具有重要影响。
三、传统接种状态检测方法的局限性传统的蓝宝石接种状态检测方法主要依赖于人工观察和经验判断，这种方法存在以下局限性：一是人工观察易受主观因素影响，导致判断结果的不稳定；二是无法实现快速、准确的检测，影响生产效率；三是对于复杂多变的接种状态，传统方法往往难以准确判断。
因此，研究新的视觉检测方法对于提高蓝宝石的制备质量和生产效率具有重要意义。
四、视觉检测方法研究针对传统方法的局限性，本文提出了一种基于机器视觉的蓝宝石接种状态视觉检测方法。
该方法通过高分辨率摄像头获取蓝宝石生长过程中的图像信息，利用图像处理技术提取出与接种状态相关的特征参数，然后通过预设的算法模型对特征参数进行分析和判断，从而实现对蓝宝石接种状态的准确检测。
具体而言，该方法包括以下步骤：1. 图像获取：通过高分辨率摄像头获取蓝宝石生长过程中的图像信息。
为了保证图像的清晰度和准确性，需要选择合适的摄像头和照明条件。
2. 图像处理：利用图像处理技术对获取的图像进行处理，提取出与接种状态相关的特征参数。
这包括对图像进行滤波、二值化、边缘检测等操作，以突出显示与接种状态相关的信息。
3. 特征分析：通过预设的算法模型对提取的特征参数进行分析和判断。
第9卷 第4期2007年 12月宝石和宝石学杂志Jour nal of G ems and G emmolog y Vo l 9 N o 4Dec 2007泡生法生长高质量蓝宝石的原理和应用孙广年1,于旭东1,沈才卿2(1.浙江省巨化集团公司晶体材料厂,浙江衢州324004;2.核工业北京地质研究院,北京100029)收稿日期:2007 10 10作者简介:孙广年(1959-),男,经济师,企业管理专业,主要从事Al 2O 3晶体、YAG 晶体生长的开发和生产管理工作。
摘 要:简要叙述了世界上主要用于生长高质量蓝宝石晶体的生长技术如晶体提拉法、导模法和热交换法。
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于衬底材料和发光二极管(L ED)中的广泛前景。
关键词:泡生法;蓝宝石;晶体生长;原理;应用中图分类号:T S93 文献标识码:A 文章编号:1008 214X(2007)04 0011 04Principle and Application of Kyropoulos Methodfor Growth of High Quality SapphireSU N Guang nian 1,YU Xu do ng 1,SH EN Cai qing2(1.Cry stal M ater ials Factory ,J H Gr oup Co.,Quz hou 324004,China;2.Beij ing Research I nstitute of Geosciences ,N uclear I nd ustr y ,Beij ing 100029,China)Abstract:T he main g row th techniques of hig h quality crystal all ar ound the w orld are briefly introduced,such as cr ystal pulling m ethod (the Czochr alski m ethod),edg e defined film fed grow th method and heat ex chang er m ethod.The grow th principle,technics and points of Ky r opo ulo s m ethod for pro ducing the high quality colourless sapphire crystal are introduced in detail.Further more,the w ide and potential fo reg round o f the high quality colourless sap phire applied in the field of substrates and LED is discussed.Key words:Kyr opo ulo s m ethod;sapphire;cry stal g row th;principle;applicatio n 材料科学是现代文明的三大支柱(能源、信息、材料)之一,是人类文明的物质基础。
藍寶石單晶生長方法介紹藍寶石單晶的長晶方法有很多種，其中最常用的主要有九種，介紹如下：1凱氏長晶法(Kyropoulos method)簡稱 KY 法，中國大陸稱之為泡生法。
其原理與柴氏拉晶法(Czochralski method)類似，先將原料加熱至熔點後熔化形成熔湯，再以單晶之晶種(Seed Crystal，又稱籽晶棒)接觸到熔湯表面，在晶種與熔湯的固液界面上開始生長和晶種相同晶體結構的單晶，晶種以極緩慢的速度往上拉升，但在晶種往上拉晶一段時間以形成晶頸，待熔湯與晶種界面的凝固速率穩定後，晶種便不再拉升，也沒有作旋轉，僅以控制冷卻速率方式來使單晶從上方逐漸往下凝固，最後凝固成一整個單晶晶碇，凱氏長晶法是利用溫度控制來生長晶體，它與柴氏拉晶法最大的差異是只拉出晶頸，晶身部分是靠著溫度變化來生長，並在拉晶頸的同時，調整加熱電壓，使熔融的原料達到最合適的長晶溫度範圍，讓生長速度達到最理想化，因而長出品質最理想的藍寶石單晶。
國外許多生長藍寶石的廠商，也是採用此方法以生長藍寶石單晶，凱氏長晶法在生長過程中，除了晶頸需拉升外，其餘只需控制溫度的變化，就可使晶體成型，少了拉升及旋轉的干擾，比較好控制製程，因而可得到較佳的品質。
所以生長的藍寶石單晶具有以下的優點： 1.高品質(光學等級)。
2.低缺陷密度。
3.大尺寸。
4.較快的生長率。
5.高產能。
6.較佳的成本效益。
凱氏長晶法原理示意圖2柴氏拉晶法(Czochralski method)簡稱 CZ 法。
柴氏拉晶法之原理，先將原料加熱至熔點後熔化形成熔湯，再利用一單晶晶種接觸到熔湯表面，在晶種與熔湯的固液界面上因溫度差而形成過冷。
於是熔湯開始在晶種表面凝固並生長和晶種相同晶體結構的單晶。
晶種同時以極緩慢的速度往上拉升，並伴隨以一定的轉速旋轉，隨著晶種的向上拉升，熔湯逐漸凝固於晶種的液固界面上，進而形成一軸對稱的單晶晶棒。
在拉升的過程中，透過控制拉升速度的快慢的調配，分別生長晶頸(Neck)、晶冠(Shoulder)、晶身(Body)以及晶尾。
泡生法生长蓝宝石晶体中气泡引入原因2011-08-07 19:53当晶体的温度高于热力学零度时，原子吸收能量而运动. 运动形式是围绕一个平衡位置的振动(平衡位置与理想晶体的位置相当). 温度越高，平均热能越大，振动的幅度也越大. 由于热起伏，当某些原子的能量足够大时，甚至可以脱离开它的平衡位置，在原来的位置形成一个空位. 随着温度的降低，平衡空位数n 迅速减少，在1 273 K 时，空位浓度约为10 － 5数量级. 在更高的温度时，空位浓度可达10 － 3 ～10 － 4数量级(N 是空位可以占据的点阵格位数).通常，晶体中的空位浓度不能高于所在温度的平衡浓度. 蓝宝石晶体生长温度高达2 300 K，这时晶体中具有极高的空位浓度，随着晶体温度的降低允许的平衡浓度迅速减小，因而，晶体中的空位将处于过饱和状态，过饱和的空位可以向晶界和表面扩散，也可以通过位错的攀移而被吸收. 如果降温速度较快，这些空位不能通过扩散而消失，这样它们将聚集成团，从而形成空位团，空位团多为圆盘状或多面体空洞. 气泡形成的另一个原因是在晶体生长过程中，气体物质在固体和熔体内的分凝作用不同. 当晶体生长速率过快或晶体生长速率波动过大时，反应生成的气体很容易被捕获，从固液界面裹入到晶体中而保存下来，对平直界面而言，气体杂质进入晶体呈随机分布.空腔的产生原因在于结晶过程中被捕获的有害杂质熔体或生长速率波动裹入的氧化铝熔体固化时体积收缩的结果. 氧化铝熔体密度大约为3. 175 g/cm3，晶体密度为3. 98 g /cm3，当晶体生长速率过快或晶体生长速率波动过大时，氧化铝熔体被裹入晶体中，由于熔体体积急剧收缩，必将在晶体中形成尺寸较大的空腔. 空腔的产生主要与晶体生长、提拉及旋转速率等工艺参数有关，该缺陷仅在最初的实验中出现，通过相关工艺的调整在后续的实验中基本得到解决. 固体包裹物产生的原因之一是在生长晶体的过程中有排杂现象，原料中杂质向边缘排放，坩埚中的杂质由边缘向中心扩散，当杂质浓度达到或超过杂质在熔体中的饱和浓度时析出，形成中心夹杂物少，边缘部分夹杂物多的放射型杂质群. 此种包裹物尺寸较小，多分布在晶体的底部，主要与氧化铝原料的纯度、坩埚材料的纯度及坩埚的致密度等有关.。
泡生法生长高质量蓝宝石的原理和应用摘要：材料科学是现代文明的三大支柱之一和人类文明的物质基础。
晶体生长是材料科学领域的一部分，处于领先地位，是其发展的监护者。
一些高科技的发展与晶体材料密切相关。
蓝宝石晶体具有独特的物理化学特性，特别是在0.2-0.5um波段，可广泛用于红外军事设备、卫星和空间技术。
它还具有诸如介质隔热层和恒定电气常数等特性，已成为最广泛使用的基本材料之一。
本文在此基础上，详细阐述了泡生法生长优质无色蓝宝石的原理、生长过程和技术方面，并探讨了优质蓝宝石的广阔应用前景。
关键词：泡生法；蓝宝石；晶体生长；原理；应用分析前言随着市场对蓝宝石晶体的需求不断增加，蓝宝石作为一种具有卓越化学和物理特性的高质量多功能化合物在国际军事、工业、农业和生物医学领域得到广泛应用。
蓝宝石晶体具有优良的机械、物理和光学特性。
广泛应用于半导体照明、红外、微电子窗材料等民用领域，需求量大、质量高的单晶蓝宝石。
人造蓝宝石晶体最常用的制备方法是泡生法、热交换法等。
目前泡生法是培育大型蓝宝石晶体的最佳方法。
一、泡生法的原理与工艺1.原理泡生法最早于1926年提出，并于20世纪70年代由前苏联穆萨托夫进行了改进，以获得蓝宝石单晶。
运气法，又称果阿法、上籽冷却法和煅烧法。
以晶闸管设备为基础，对GOI法蓝宝石单晶生长设备进行了改进，晶体生长方向为a轴或m轴。
泡生法生长蓝宝石单晶的过程如下:(1)种子夹具夹持在金属晶闸管底部的蓝宝石种子浸入钼坩埚中温度高达2340K的熔融表面；(2)严格控制熔体温度，使其表面温度略高于籽晶熔点，即熔化少量籽晶，使蓝宝石单晶生长在籽晶表面；(3)籽晶熔体充分浸润后，熔体表面温度达到籽晶熔点，从熔体中缓慢拉出籽晶，生长蓝宝石单晶；(4)严格调节加热器功率，使熔体表面温度等于种子熔点，从而逐步实现蓝宝石单晶的收缩、扩肩、等径生长和修整过程。
与直拉法相比，虽然晶体生长初期存在局部拉低肩过程，但泡生法不再使用拉低法，外部温度场保持冷却形成结晶动力学。
1 蓝宝石晶体的特质蓝宝石晶体是一种理想的晶体材料，具有良好的导热性、透光性、化学稳定性，且耐高温、耐腐蚀、高强度、高硬度，被广泛应用于抗高压器件、耐磨损器件、红外制导、导弹整流罩等太空、军事、科研等高科技领域[1]。
由于天然蓝宝石稀少，成本高以及化学成分不纯，因而不能被工业材料广泛使用，工业上大量应用的蓝宝石是人工合成。
本文对蓝宝石晶体的主要生长方法作了较详细介绍，综述了国内外的一些研究成果并讨论了目前存在的问题。
2 蓝宝石晶体主要生长方法2.1 坩埚下降法（VGF ）坩埚下降法的基本原理如图1所示，其生长过程为：将晶体生长的原料装入坩埚内，使其通过具有单向温度梯度的生长炉（温度上高下低），随着坩埚逐渐向下的连续运动，固液界面沿着与其运动相反的方向定向生长，熔体自下而上凝固，从而实现晶体生长过程的连续性。
坩埚形状对于是否能成功获得优质的单晶具有决定性的作用，通过设计合适的坩埚尖端形状，使得只有一个晶粒长大，终止其他晶粒的生长，以成功获得单晶，也可以在坩埚底部放置加工成一定形状和取向的籽晶，以实现单晶生长。
采用坩埚下降法生长出的晶体内应力及位错密度大，但由于坩埚密封，晶体不易被污染，纯度较高。
2.2 热交换法（HEM）热交换法应用于蓝宝石晶体生长最早在1970年，由Schmid 和Viechnicki 提出[2]。
美国Crystal Systems 公司的S.Frederick 等人[3]将热交换法用于蓝宝石晶体生长已有30多年的历史。
目前热交换法所生长的晶体直径可达430mm [4]。
热交换法的长晶原理为：在电阻加热炉底部装有热交换器，内有冷却氦气流过。
装有原料的坩埚置于热交换器的上方，籽晶放于坩埚底部中心处。
当坩埚里面的原料被加热熔化后，籽晶由于底部热交换器的冷却作用并未熔化，此时加大氦气流量，从熔体中带走的热量增加，籽晶逐渐长大，最后使坩埚内的熔体全部结晶。
生长过程中，固液界面处的温度梯度是晶体生长的驱动力，熔体的温度可通过调节石墨加热器的功率来改变，而晶体的热量可以调节通过氦气的流量带走。
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。
泡生法原理
嘿，朋友们！今天来跟你们讲讲泡生法原理。
这泡生法啊，就好比是搭积木盖房子！想象一下，要盖一座坚固又漂亮的房子，得先有稳固的基础吧，泡生法也是这样哦！我们把晶体当作那座要盖的房子。
比如说吧，我们打算生长一个蓝宝石晶体。
就像盖房子要准备好各种材料一样，我们得先准备好合适的原料。
然后呢，把原料加热，让它变成熔体，这就像把盖房子的砖头水泥啥的都准备好了。
接下来神奇的事情发生啦！我们在熔体里放入一个小小的晶种，这个晶种就如同盖房子时最先放置的那一块基石。
它开始慢慢长大，就像房子一点点从无到有搭建起来！而熔体呢，就源源不断地给晶体提供着“营养”，让它不断地生长。
你看，这不就像给盖房子的砖头不断地添加上去嘛！而且啊，在这个过程中，我们还得细心地控制温度、压力这些条件，就好像盖房子时得把握好施工的节奏和细节一样，稍有差池可就不行了哦！
泡生法不就是这么有趣嘛！想想看，如果我们能熟练掌握这个原理，那就能制造出各种精美的晶体，那多酷啊！这就像是我们拥有了一把神奇的钥匙，可以打开晶体世界的大门。
哇塞，每当我想到泡生法能带来这么多可能性，我就特别兴奋！它真的能让我们创造出好多令人惊叹的东西呢！所以啊，大家一定要对泡生法充满好奇和探索的欲望呀！让我们一起在这个奇妙的晶体世界里遨游吧！。
泡生法蓝宝石晶体生长热场建立起合适的温场是泡生法生长大尺寸、高质量蓝宝石晶体的关键。
泡生法蓝宝石晶体生长系统的温场在轴向应该存在三个区域，即低温区、梯度区、高温区。
低温区：主要用于控制热量在晶体中输运的方向和快慢，同时对生长出的晶体进行退火以消除热应力，要求低温区的温度不能太低；对于大尺寸的蓝宝石晶体一般选择在对消除晶体应力、散射、缺陷最敏感的温度附近（一般选择在1700度以上）。
梯度区：是晶体生长的前沿，即固液界面所在的位置，晶体生长的驱动力就来源于该区的温度梯度造成的局部过冷，因而也是晶体生长最重要的区域。
温度梯度决定晶体的生长速度和生长界面形状，温度梯度大，热量输运速度快，晶体生长的速度快，界面稳定性好，抗扰动能力强。
高温区：主要用于原料的融化，为了保证原料的全部融化，高温区必须高于原料的熔点温度，且为了防止较大温度引起的强大对流，高温区内温差一般不大于20度，为了得到一定程度的凸界面生长，对于高温区的径向温度分布，既要有一定的径向温度梯度，又要求径向温度分布中心对称。
在生长大直径单晶时，加强低温区的保温，控制梯度区的温度梯度和高温区的过热温度，对保证晶体不开裂，生长界面温度与熔体不局部成核结晶极为重要。
热场设计是将加热体做成一定形状，隔热屏设计成一定结构，使下部发热电阻比上部发热电阻大，下部保温性能好，上部保温性能差，从而产生一个比较均匀，下高上低的轴向温度差；同时用过特殊装置控制坩埚底部散热，产生一个中间低，两侧高的径向温度差。
从35kg蓝宝石生长到50kg蓝宝石生长，投料量的增加，必然会使用直径大的热系统，以及大坩埚。
而热系统越大，其温度梯度越难控制。
所以建立新的能生长出高品质50kg蓝宝石的热场是关键。
蓝宝石生长更大程度依赖于生长炉和技术管控，当前各大长晶方式比拼的重点也在成本。
泡生法被一度卡在80kg级，并不是更大的晶体无法量产而是良率很难保证。
投入量产必将进一步降低蓝宝石厂家生产成本。
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]。
其晶体生长的原理(图1)和技术特点是：将晶体原料放入耐高温的坩埚中加
热熔化，调整炉内温度场，使熔体上部
处于稍高于熔点的状态；使籽晶杆上的
籽晶接触熔融液面，待其表面稍熔后，
降低表面温度至熔点，提拉并转动籽晶
杆，使熔体顶部处于过冷状态而结晶于
籽晶上，在不断提拉的过程中，生长出
圆柱状晶体[5]。
泡生法与提拉法生长晶
体在技术上的区别是:
(1)晶体直径 在扩肩时前者的晶体直径较大，可生长出100 mm 以上直径的蓝宝石晶体，而后者则有些难度；
(2)晶体方向 前者对生长大尺寸、有方向性的蓝宝石晶体拥有更大的优势；
(3)晶体质量 泡生法生长系统拥有适合蓝宝石晶体生长的最佳温度梯度。
在生长的过程中或结束时，晶体不与坩埚接触，可获得高质量的大晶体，其缺陷密度远低于提拉法生长的晶体，且两者生长晶体的形状也不同(图2和图3)。
2.2工艺
2.2.1将纯净的原料装入坩埚中。
坩埚上方装有可旋转和升降的提拉杆，杆的下端有一个籽晶夹具，在其上装有一粒定向的无色蓝宝石籽晶（注：生长无色蓝宝石时不添加致色剂，籽晶也采用无色蓝宝石）；
2.2.2将坩埚加热到2050℃以上，降低提拉杆，使籽晶插入熔体中；
2.2.3控制熔体的温度，使液面温度略高于熔点，熔去少量籽晶以保证晶体能在清洁的籽晶表面上生长；
2.2.4在实现籽晶与熔体充分沾润后，使液面温度处于熔点，缓慢向上提拉和转
图2 提拉法生长的蓝宝石晶体
图1泡生法生长的蓝宝石晶体装置 图3 泡生法生长的蓝宝石晶体
动籽晶杆；控制拉速和转速，籽晶逐渐长大；
2.2.5 小心地调节加热功率，使液面温度等于熔点，实现宝石晶体生长的缩颈—扩肩—等径生长—收尾全过程。
整个晶体生长装置安放在一个外罩内，以便抽真空后充入惰性气体，保持生长环境中需要的气体和压强。
通过外罩上的窗口观察晶体的生长情况，随时调节温度，保证生长过程正常进行。
3技术要点
蓝宝石晶体结构存在两个主要的滑移体系：底面滑移系和柱面滑移系。
因此，在其生长工艺中，合理地选择温场的温度梯度和晶体生长方向将对晶体质量产生关键的影响。
4蓝宝石的应用
蓝宝石优异的热学、光学、电学及力学等性能，使其在各行各业都得到了广泛的应用，在各领域都不可或缺[6]。
4.1在珠宝行业的应用
随着社会和科技的发展，人们对生活水平逐渐提高，珠宝不仅是美观的需要，也是地位的象征，这也使得珠宝业蒸蒸日上。
宝石外观漂亮，得到广大人群的喜爱。
不过，最初的宝石都是从自然界直接获取而得，其形成时间长，数量较少，不能满足市场需求。
蓝宝石中可掺杂不同的元素可生长不同颜色的晶体来制造不
同颜色的宝石，有利于增加了宝石的产量、种类。
人工宝石价格相对便宜，满足了市场不同层次的消费者的需求。
目前可利用一些先进的技术对蓝宝石晶体的改色，从而提高宝石的利用率。
4.2 材料工程应用
由于人造刚玉具有高耐磨性，最初被应用于钟表业，可用来制作钟表的镜面。
随着研究的深入，人们发现蓝宝石具有高耐磨性、高硬度、高耐温性、耐腐蚀性等性能，其还可以用来制作发动机、泵的轴承，便于输送腐蚀性液体或气体。
现代技术采用水流喷射来切割陶瓷、固体合金等技术，如：核弹头、军用火箭、等。
其切割质量的好坏取决于喷嘴大小的稳定性，钢制喷嘴工作一天就被磨损，而蓝宝石制作的喷嘴使用寿命达30天以上。
此外，蓝宝石还可用于制作切割机、等。
4.3 光学材料应用
蓝宝石晶体是一种优异的透波材料，在紫外、可见光、红外、微波波段均有良好
的透过率，是不可多得的光学材料。
用蓝宝石单晶制作的红外光学窗口和整流罩，已广泛用于机载、星载、舰载以及潜基、路基光电设备[7]，尤其在高马赫数导弹整流、透明装甲、潜艇窗口以及高功率强激光等军用设备中的地位和作用不可替代。
蓝宝石制作的掺钛蓝宝石激光器也广泛应用于军事工程中的激光测距、红外对抗、光电干扰、致盲武器等领域。
还用于环境监测、激光通信、海洋监测等领域。
蓝宝石渗入科学技术的各行各业，除了以上的应用外，蓝宝石良好的热释性和光释性也对相应的探测器和剂量计的发展起到促进作用；其优良的机械性能可制备高温超导薄膜、红外光学材料、微电子器件等的最优异的基片和衬底材料，尤其在LED(发光二极管)的应用。
医学上，蓝宝石独特的电解被动性、生物兼容性、耐腐蚀性以及高硬度使其在医学植入、外科手术、医疗器械制造等方面也得到越来越多的应用。
5蓝宝石的发展趋势
由于蓝宝石的高硬度，如果将柱状蓝宝石单晶加工成复杂形状、特殊用途的产品(如整流罩)，将会提高加工成本，降低了材料利用率。
为了降低蓝宝石的加工成本和提高材料利用率，采用导模法和热交换法生长尺寸和形状与制品相近的蓝宝石晶体。
现有制备方法的完善与改进，以及能够生长出高质量且符合所需形状蓝宝石单晶毛坯的近尺寸成型生长技术应是将来研究的重点之一。
多晶氧化铝替代蓝宝石晶体，多晶氧化铝虽在光学性能上略逊于蓝宝石单晶，但其机械韧性及硬度都明显高于蓝宝石单晶。
随着对多晶氧化铝研究的逐步深入，烧结工艺及等静压处理成型技术的日趋成熟，以及其综合性能的不断提高和完善，透明多晶氧化铝陶瓷可望替代蓝宝石单晶用于军用和民用等诸多领域。
参考文献
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Material,Manufacturing,Applications[M] .Springer Science +Business Media,2009.1-2．
[2]李留臣，冯金生．我国蓝宝石晶体生长技术的现状与发展趋势[J]．人工晶体学报，2012，41：221-226．
[3]Mark S．Akselrod，Frank J．Bruni．Modern trends in crystal growth and new applications of sapphire[J]．Journal of crystal growth，2012(360)：134-145．
[4]范志刚，刘建军，肖昊苏，等．蓝宝石单晶的生长技术及应用研究进展[J]．硅酸盐学报，2011，39(5)：880-891．
[5]林健，牛沈军，兰天平．VB-Ga As 单晶生长技术[J]．技术专栏，2007，32(4)：293-296．
[6]吴绍华，李常成，夏丽昆，等．蓝宝石晶体材料的光电应用及发展趋势[J].云光
术,2012,44(2)：1-7．
[7]聂辉,陆炳哲.蓝宝石及其在军用光电设备上的应用[J].舰船电子工程，2005.02:131-133。
