[發(fā)明專利]一種改進(jìn)的大尺寸人造藍(lán)寶石生產(chǎn)工藝

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710188875.2
• 申請(qǐng)日: 2017-03-27
• 公開（公告）號(hào): CN106987903B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡明理;李業(yè)林;楊博;王春剛;李偉國
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧夏佳晶科技有限公司
• 主分類號(hào): C30B29/20
• 分類號(hào): C30B29/20;C30B15/20;C30B15/32;C30B15/36
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本發(fā)明涉及人造藍(lán)寶石制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改進(jìn)的大尺寸人造藍(lán)寶石生產(chǎn)工藝，主要包括步驟為：(1)爐體清洗預(yù)熱；(2)原料填充；(3)籽晶安裝；(4)抽真空；(5)爐體加熱；(6)下籽晶；(7)縮頸生長；(8)等徑生長；(9)退火；(10)冷卻，本發(fā)明通過加入氮?dú)庋h(huán)輔助溫度調(diào)節(jié)的方式，在藍(lán)寶石晶體生長技術(shù)方面比較新穎，相比于傳統(tǒng)的人造藍(lán)寶石晶體制備工藝，本發(fā)明的技術(shù)方案更利于大尺寸藍(lán)寶石晶體的生長，而且生長效率更高，工藝控制也比較容易實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人造藍(lán)寶石制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改進(jìn)的大尺寸人造藍(lán)寶石生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

藍(lán)寶石英文名稱為Sapphire，源于拉丁文Spphins，意思是藍(lán)色；屬于剛玉族礦物，三方晶系。寶石界將紅寶石之外的各色寶石級(jí)剛玉都稱為藍(lán)寶石。藍(lán)寶石與紅寶石，祖母綠金水菩提碧璽，坦桑石等都屬于有色寶石屬。

剛玉中因含有鐵(Fe)和鈦(Ti)等微量元素，而呈現(xiàn)藍(lán)、天藍(lán)、淡藍(lán)等顏色，其中以鮮艷的天藍(lán)色者為最好。藍(lán)寶石的礦物名稱為剛玉，屬剛玉族礦物。實(shí)際上自然界中的寶石級(jí)剛玉除紅色的稱紅寶石外，其余各種顏色如藍(lán)色、淡藍(lán)色、綠色、黃色、灰色、無色等，均稱為藍(lán)寶石。藍(lán)寶石的化學(xué)成分(Al₂O₃),主要以Fe、Ti、致色。

藍(lán)寶石的成分為氧化鋁，因含微量元素鈦(Ti⁴⁺)或鐵(Fe²⁺)而呈藍(lán)色。屬三方晶系。晶體形態(tài)常呈筒狀、短柱狀、板狀等，幾何體多為粒狀或致密塊狀。透明至半透明，玻璃光澤。折光率1.76～1.77，雙折射率0.008，二色性強(qiáng)。非均質(zhì)體。有時(shí)具有特殊的光學(xué)效應(yīng)-星光效應(yīng)。硬度為9，密度3.95～4.1克/立方厘米。在弧面型切磨，內(nèi)部富含與底面平行并定向排列的三組包體時(shí)，可以產(chǎn)生美麗的六射星光時(shí)，被稱為“星光藍(lán)寶石”。

現(xiàn)有人工藍(lán)寶石的生產(chǎn)制備技術(shù)主要有提拉法、導(dǎo)模法以及泡沫生長法等。而現(xiàn)有的這些藍(lán)寶石生長方法或工藝，主要針對(duì)中小尺寸的藍(lán)寶石晶體生長制備，對(duì)于大尺寸的藍(lán)寶石生長，現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)比較困難；目前在大尺寸藍(lán)寶石生長方面，通常采用冷心放肩工藝，冷心放肩工藝采用的溫度控制手段主要依靠爐溫控制實(shí)現(xiàn)，在大尺寸藍(lán)寶石晶體制備方面，其制備效率低，單純的爐溫控制制備大尺寸藍(lán)寶石的質(zhì)量缺陷也較多，工藝控制也比較困難。

因此，基于上述，發(fā)明人經(jīng)過仔細(xì)研究，提出一種適用于大尺寸人造藍(lán)寶石制備的大尺寸人造藍(lán)寶石生產(chǎn)工藝，通過藍(lán)寶石制備工藝的創(chuàng)造性改進(jìn)，提高大尺寸藍(lán)寶石的生產(chǎn)效率，提高晶體制備質(zhì)量，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的藍(lán)寶石制備工藝不適用于大尺寸晶體生長、工藝控制比較困難、制備效率較低的不足和缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于：針對(duì)目前存在的上述問題，提出一種適用于大尺寸人造藍(lán)寶石制備的大尺寸人造藍(lán)寶石生產(chǎn)工藝，通過藍(lán)寶石制備工藝的創(chuàng)造性改進(jìn)，提高大尺寸藍(lán)寶石的生產(chǎn)效率，提高晶體制備質(zhì)量，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的藍(lán)寶石制備工藝不適用于大尺寸晶體生長、工藝控制比較困難、制備效率較低的不足和缺陷。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種改進(jìn)的大尺寸人造藍(lán)寶石生產(chǎn)工藝，包括如下步驟：

(1)爐體清洗預(yù)熱：在晶體生長之前，首先檢查爐體內(nèi)部是否存在異物或雜物，對(duì)爐體內(nèi)部進(jìn)行清洗除雜，并打開爐體電源進(jìn)行500℃預(yù)熱2-3小時(shí)，將爐體內(nèi)部存在的易燃雜質(zhì)清除干凈，避免爐體內(nèi)部受到污染，影響生長晶體的質(zhì)量，提高生長晶體的純度；然后將爐體溫度降至20℃-30℃，方便放置坩堝；