[發明專利]一種工業化生產弛豫鐵電單晶PMN-PT的方法

無效

• 申請號: 201210140357.0
• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN103388180A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 蔣子博
• 申請（專利權）人: 上海怡英新材料科技有限公司
• 主分類號: C30B29/30
• 分類號: C30B29/30;C30B29/32;C30B35/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種工業化生產弛豫鐵電單晶鈮鎂酸鉛-鈦酸鉛(PMN-PT)的生產方法，其特征是在晶體生長系統上增加原料熔融系統和熔融原料輸送系統。當晶體生長系統在晶體生長過程中出現成份偏折時，原料熔融系統經熔融原料輸送系統給晶體生長系統輸入已熔融原料，其中：

1)原料熔融系統由至少一個原料熔融坩堝、一組原料熔融坩堝加熱系統以及原料熔融系統的保溫材料組成；

2)熔融原料輸送系統由至少一根熔融原料輸送管道、一根氣體熱交換管道、一個氣體控系統以及熔融原料輸送系統的保溫材料組成。

3)晶體生長系統由至少一個晶體生長坩堝、一組晶體生長坩堝加熱系統以及一個垂直升降系統組成。

2.根據權利要求1所述的生產方法，其特征在于：

1)原料熔融坩堝的結構分為坩堝主體、坩堝頂蓋以及原料出口；坩堝頂蓋位于坩堝主體上端，可密封；原料出口位于坩堝主體下端，連接原料輸送管道；

2)原料熔融坩堝的材料為鉑金(Pt)；

3)原料熔融坩堝的容積在1000～8000cm³之間，厚度在0.5～3.0mm之間。

3.根據權利要求1所述的生產方法，其特征在于：

1)原料熔融坩堝加熱系統至少有一組加熱器環繞在原料熔融坩堝之外并對其加熱；

2)上述加熱器為硅碳加熱器或者硅鉬加熱器；

3)原料熔融坩堝加熱系統的溫控系統包括至少由一對熱電偶、一個溫度回路控制器以及連接控制器、加熱器和熱電偶三者的導線組成；

4)上述熱電偶為S型或B型，測溫點為原料熔融坩堝主體；

5)原料熔融坩堝加熱系統的加熱速率在10℃/min以上，保溫溫度在1350℃以上，測溫誤差在±2℃以內。

4.根據權利要求1所述的生產方法，其特征在于：

1)原料熔融系統的保溫材料為氧化鋁、高鋁保溫磚或者高鋁保溫纖維；

2)原料熔融系統的保溫材料對原料熔融坩堝做結構支撐；

3)原料熔融系統的保溫材料的耐火溫度為1600℃以上。

5.根據權利要求1所述的生產方法，其特征在于：

1)熔融原料輸送管道分為熔融原料輸送管道上段和熔融原料輸送管道下段；其中，熔融原料輸送管道上段連接于原料熔融坩堝出料口，熔融原料輸送管道下段連接于晶體生長坩堝進料口；熔融原料輸送管道上段的外徑略小于熔融原料輸送管道下段的內徑；晶體生長時，管道上段插入管道下段，并可自由滑動；

2)熔融原料輸送管道的材料是鉑金(Pt)；

3)熔融原料輸送管道上段和熔融原料輸送管道下段的厚度在0.5～3.0mm之間。

6.根據權利要求1所述的生產方法，其特征在于：

1)氣體熱交換管道分為氣體熱交換管道熱交換段、氣體熱交換管道進氣段和氣體熱交換管道出氣段；其中氣體熱交換管道熱交換段纏繞于熔融原料輸送管道的外徑，與熔融原料輸送管道進行熱交換；氣體熱交換管道進氣段通過氣體控制系統連接于氣體供應容器；氣體熱交換管道出氣段連接于氣體收集容器；

2)氣體熱交換管道的材料為鉑金(Pt)；

3)氣體熱交換管道內的氣體為以下一種氣體或者幾種氣體的混合氣體：氬氣、氮氣、空氣、氦氣、氫氣、其他稀有氣體。

7.根據權利要求1所述的生產方法，其特征在于：

1)氣體控制系統包括信號放大器、PID控制器和氣體流量閥門，以上三個部件構成控制回路控制氣體流量；

2)氣體控制系統將氣體流量控制在0.0～2.0m³/min之間。

8.根據權利要求1所述的生產方法，其特征在于：

1)熔融原料輸送系統的保溫材料是氧化鋁、高鋁保溫磚或者高鋁保溫纖維；

2)熔融原料輸送系統的保溫材料對熔融原料輸送管道和氣體熱交換管道做結構支撐；

3)熔融原料輸送系統的保溫材料的耐火溫度為1600℃以上。

9.根據權利要求1所述的生產方法，其特征在于：

1)晶體生長系統中至少有一個晶體生長坩堝其頂部有一個原料入口，該原料入口與上述熔融原料輸送管道下段連接；

2)晶體生長坩堝在晶體生長時的下降速率為0.2～10.0mm/hr；

3)晶體生長坩堝在晶體生長時的溫度在1200～1350℃之間，溫度梯度在10～50℃/cm之間。