[發明專利]一種垂直凝固法生產弛豫鐵電單晶PMN-PT的方法

在審

• 申請號: 201410039903.0
• 申請日: 2014-01-27
• 公開（公告）號: CN104805502A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 上海怡英新材料科技有限公司
• 主分類號: C30B29/22
• 分類號: C30B29/22;C30B11/00
• 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一鈦酸鉛(PMN-PT)的生產方法，其特征是在垂直方向上，晶體生長坩堝系統相對晶體生長爐不做機械運動，利用溫度采集控制系統控制爐內溫區的移動形成結晶，以此達到用布里奇下降法生長PMN-PT晶體的相同效果；在坩堝軸向上，利用坩堝軸向旋轉系統充分攪拌熔融原料，以達到提高晶體質量的目的，其中：

1)晶體生長坩堝系統至少由一個晶體坩堝、一套坩堝保溫層組成；

2)溫度采集控制系統至少由一套坩堝溫度采集裝置、N套加熱器溫度控制裝置組成(N≥3)；

3)坩堝軸向旋轉系統至少由一套絲桿定位裝置、一套旋轉電機裝置組成。

2.根據權利要求1所述的生產方法，其特征在于：

1)上述晶體坩堝的材料為鉑(Pt)，厚度在0.2mm～2mm之間，容積在500～5000cm3之間，可裝載籽晶和陶瓷原料；

2)上述晶體坩堝保溫層對晶體坩堝做結構支撐，其材料為氧化鋁、高鋁保溫磚或者高鋁保溫纖維，耐火溫度在1400℃以上。

3.根據權利要求1所述的生產方法，其特征在于：

1)上述坩堝溫度采集裝置至少由3對熱電偶、一個溫度采集器組成；熱電偶的型號可以是S型、B型或者R型，熱電偶測溫點垂直分布在晶體坩堝的外表面；溫度采集器可以同時對所有熱電偶讀數；

2)上述一套加熱器控制裝置至少由一組加熱器、一個溫度控制器和一對熱電偶組成；加熱器為硅碳棒或硅鉬加熱器，位于晶體生長爐膛內壁，對晶體生長坩堝系統加熱；熱電偶的測溫點位于加熱器旁，采集加熱器周圍溫度，并連接于溫度控制器；熱電偶的型號可以是S型、B型或者R型；溫度控制器能夠根據采集溫度精確控制加熱器的輸出功率，控溫誤差在±1℃以內；上述爐體中內至少有3套加熱器控制裝置，每套間的垂直距離在10mm以上。

4.根據權利要求1所述的生產方法，其特征在于：

1)上述絲桿定位裝置至少由一個可旋轉的垂直升降絲桿和一個垂直升降機組成；

2)上述軸向旋轉電機裝置至少由一個電機和一個軸向連接裝置組成；其中電機為伺服電機或步進電機，軸向連接裝置可為齒輪連接、鏈條連接或皮帶連接；形成軸向旋轉的角速度在-100RPM～+100RPM之間。

5.根據權利要求1所述的生產方法，其特征在于：

1)在晶體生長過程中，晶體坩堝的溫度在1100～1350℃之間，溫度梯度在10～50℃/cm之間。

2)晶體的結晶溫區在1290℃～1310℃之間，結晶曲線相對坩堝垂直向上移動的速率為02～100mm/小時。