[發明專利]用于導模法同時生長多片薄型板狀藍寶石的模具

在審

• 申請號: 201410006762.2
• 申請日: 2014-01-07
• 公開（公告）號: CN103696004A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 田建邦;胡光;田原;沈太洋
• 申請（專利權）人: 鎮江和和藍晶科技有限公司
• 主分類號: C30B29/20
• 分類號: C30B29/20;C30B15/34
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：本發明涉及晶體生長裝置，特別是一種用于導模法同時生長多片薄型板狀藍寶石的模具。

背景技術：藍寶石具有高硬度，耐高溫、耐腐蝕、透過光譜范圍寬、透過率高、優良的介電性能。由于藍寶石生長溫度高達2050℃，導致單晶生長爐功率大、溫場變量多、輔助時間長，生產成本過高。導模法則具有晶體生長速度快，尺寸可以精確控制，節省材料、時間和能源，從而提高了經濟效益，是最有發展前景的藍寶石生長方法之一。導模法生產藍寶石的核心技術是模具的創新設計，模具直接影響產品的質量和產量，現有技術文獻1ZL201320125762.5公開了一種用于導模法生長藍寶石的板狀模具，“其特征是所述板狀模具由置于模具中間的A板狀鉬片，及分別置于A板狀鉬片兩側的B板狀鉬片和C板狀鉬片組合而成，所述B板狀鉬片、C板狀鉬片與A板狀鉬片之間具有間隙狀生長縫，且下部兩端均具有腳。其技術效果在于：由于設計有兩條生長縫，可以同時生長出兩塊板狀藍寶石晶體。”

現有技術文獻1的用于導模法生長藍寶石的板狀模具，在實際使用中存在如下問題和不足：1、由三個鉬片組合而成的板狀模具的每片鉬片兩邊接近爐內溫度場的邊緣，溫度梯度較大，影響了板狀藍寶石晶體兩邊邊緣部的質量，造成邊緣部應力過大，往往出現影響品質的生長紋，甚至開裂；2、當用于生產厚度3毫米及以下的薄型板狀藍寶石時，在爐內熔料總量允許的條件下，耗費同樣的電能和生長時間，其生長過程中仍然只能同時生長出2塊板狀藍寶石晶體，顯得產量低、耗能多、成本高。

發明內容：本發明的目的是克服現有技術的不足，研究并設計一種結構更加合理，不但改善了晶體生長的質量，而且提高了生產效率、降低了成本的用于導模法同時生長藍寶石多片薄型板狀藍寶石的模具。

本發明目的是通過如下技術方案實現的：一種用于導模法同時生長多片薄型板狀藍寶石的模具，其特征是由置于模具中間的至少2片A板狀鉬片，及分別置于A板狀鉬片兩側的B板狀鉬片和C板狀鉬片組合而成，所述A板狀鉬片相互之間及其與B板狀鉬片、C板狀鉬片之間具有間隙狀生長縫，A、B、C板狀鉬片上部兩邊肩部均設計有相等的90°倒角，A、B、C板狀鉬片下部兩側均設計有相同的凸腳。

所述B板狀鉬片、C板狀鉬片上端均呈鍥形尖頭，B板狀鉬片、C板狀鉬片下端與A板狀鉬片下端相合的邊緣除腳外均具有倒角。所述A、B、C板狀鉬片的倒角相合處為間隙狀生長縫的導料口。上述設計的技術效果在于：板狀鉬片下端相合的邊緣除腳外均具有倒角，從而形成間隙狀生長縫的導料口，當置于熔融狀態的拉晶原料中時，便于晶體料順著間隙狀生長縫向上生長。

所述B板狀鉬片的鍥形尖頭與A板狀鉬片的鍥形尖頭之間相合處、A板狀鉬片的鍥形尖頭與另一A板狀鉬片的鍥形尖頭之間相合處，A板狀鉬片的鍥形尖頭與C板狀鉬片的鍥形尖頭之間相合處均為多片薄型板狀藍寶石的生長口，且B板狀鉬片的鍥形尖頭的頂端，A板狀鉬片的鍥形尖頭的頂端，C板狀鉬片的鍥形尖頭的頂端相對于凸腳底面的高度均相等。所述B板狀鉬片的鍥形尖頭與A板狀鉬片的鍥形尖頭的頂端之間的距離，A板狀鉬片的鍥形尖頭與另一A板狀鉬片的鍥形尖頭的頂端之間的距離，另一A板狀鉬片的鍥形尖頭與C板狀鉬片的鍥形尖頭之間的頂端之間的距離均等于生長出的多片薄型板狀藍寶石的厚度。上述設計的技術效果在于：出料口的兩側的鍥形尖頭的設計，不但控制了多片薄型板狀藍寶石的厚度，而且保證了鍥形尖頭之間的溫場均勻，使生長出的板狀藍寶石不會出現生長紋，穩定提高了藍寶石品質。

本發明實施得到的用于導模法同時生長多片薄型板狀藍寶石的模具，經試用，與現有技術相比顯示了如下有益效果：

1、結構更加合理，改善了晶體生長的質量。本發明技術方案中板狀模具為四個或五個鉬片組合而成且所有鉬片上部兩邊肩部均設計有相等的90°倒角，與現有技術文獻1的板狀模具相比，每片鉬片上部兩邊肩部的90°倒角，避開了兩邊接近爐內溫度場的邊緣，減少了因溫度梯度較大而出現的影響品質的生長紋，甚至開裂，明顯改善了板狀藍寶石晶體的質量。

2、保證質量的同時增加了產量、節約了成本。本發明技術方案中多片薄型板狀藍寶石的生長口兩側的鍥形尖頭，保證了鍥形尖頭之間的溫場均勻，實際試用結果證明生長出的板狀藍寶石不會出現生長紋；在保證質量的同時，由于設計有至少3條生長縫，可以同時生長至少3片薄型板狀藍寶石，只需增加A板狀鉬片的數量，就能同時生長更多薄型板狀藍寶石，與只能生長出2片板狀藍寶石的現有技術1的模具相比，必然增加了產量，節約了成本。