[發明專利]一種制備藍寶石單晶用坩堝

在審

• 申請號: 202010567992.1
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111778557A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 張玉亮;宋旭波;李樹新;王健;魏超;杜迎虎;吳慶華;王志嶺;宋渤;曹學玲
• 申請（專利權）人: 山東新升光電科技有限責任公司
• 主分類號: C30B29/20
• 分類號: C30B29/20;C22C27/04;C23C30/00;C30B11/00
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 于曉曉

本發明涉及一種藍寶石單晶用裝置的技術領域，具體來說，是一種制備藍寶石單晶用坩堝，為鎢坩堝，通過在坩堝外部設置凸肋用于分解坩堝的受熱冷卻的應力作用，增強坩堝的耐久性和強度，坩堝的厚度為5?100mm，在保證質量的前提下，降低坩堝的材料成本，降低厚度，同時提交熱傳遞效果，加熱和降溫效率都提高，另外，在鎢坩堝內部設有涂層，涂層厚度為50?150微米，涂層的材質為鎢、鉭、鉬的復合材料，既起到增強作用，又提高了晶體的生長質量。

技術領域

本發明涉及一種藍寶石單晶用裝置的技術領域，具體來說，是一種制備藍寶石單晶用坩堝。

背景技術

藍寶石單晶，化學成分為氧化鋁，化學式(α-Al₂O₃)，是由三個氧原子和兩個鋁原子以共價鍵型式結合而成，其晶體結構為六方晶格結構。

人工藍寶石的制作流程：準備原料→填充原料及架設晶種→爐體抽真空→爐體加熱(爐體加入鉬隔熱屏和鎢隔熱屏)→原料熔化→熔接晶種→晶頸生長→晶體生長→晶體與坩堝分離→冷卻→取出晶體。

在藍寶石單晶的生長過程中，坩堝是關鍵且必要的部件，坩堝用于盛裝原料，并且在單晶的生長過程中一直處于高溫環境中，常用的用鎢坩堝、鉬坩堝等，坩堝的結構和材質以及涂層，對于單晶生長的質量以及晶體利用率等有非常關鍵的影響。

因此，研究一種結構合理、材質耐用的高質量坩堝，對藍寶石的生長具有至關重要的意義。

發明內容

本發明提供一種結構合理、材質耐用的高質量坩堝，為鎢坩堝，通過在坩堝外部設置凸肋用于分解坩堝的受熱冷卻的應力作用，增強坩堝的耐久性和強度，坩堝的厚度為5-100mm，在保證質量的前提下，降低坩堝的材料成本，降低厚度，同時提交熱傳遞效果，加熱和降溫效率都提高，另外，在鎢坩堝內部設有涂層，涂層厚度為50-150微米，涂層的材質為鎢、鉭、鉬的復合材料，既起到增強作用，又提高了晶體的生長質量。

本發明的技術方案為：

一種制備藍寶石單晶用坩堝，該坩堝為上部圓柱體，坩堝的底部為球冠狀；在坩堝的外部側壁上設置數個凸肋，凸肋的截面為半圓形；坩堝主體材質為鎢，在坩堝的內部設置涂層，涂層厚度為50-150微米，涂層的材質為鎢、鉭、鉬的復合材料。

進一步的，凸肋位于坩堝的中上部，該坩堝中上部采用圓柱體結構，設置凸肋后便于應力分散，提高強度，減少開裂現象。

進一步的，凸肋為2-4條，在坩堝的中上部均勻排列，均布更加受力均勻。

進一步的，坩堝的厚度為5-100mm，在保證質量的前提下，降低坩堝的材料成本，降低厚度，同時提交熱傳遞效果，加熱和降溫效率都提高。

進一步的，涂層的中鎢、鉭、鉬的重量比例為70：(1-5):(5-10)，鉭和鉬的加入，能夠提高坩堝的耐熱性能，并且有利于提高晶體生長的質量。

進一步的，涂層的中鎢、鉭、鉬的重量比例為70：(2-3):(6-8)，鉭和鉬的加入，能夠提高坩堝的耐熱性能，并且有利于提高晶體生長的質量。

進一步的，所述的涂層中還含有氧化鋁，進一步提高晶體生長的質量。

本發明的有益效果在于，

本發明的坩堝為鎢坩堝，通過在坩堝外部設置凸肋用于分解坩堝的受熱冷卻的應力作用，增強坩堝的耐久性和強度，坩堝的厚度為5-100mm，在保證質量的前提下，降低坩堝的材料成本，降低厚度，同時提交熱傳遞效果，加熱和降溫效率都提高，另外，在鎢坩堝內部設有涂層，涂層厚度為50-150微米，涂層的材質為鎢、鉭、鉬的復合材料，既起到增強作用，又提高了晶體的生長質量，進一步復合氧化鋁，進一步提高晶體生長的質量。

附圖說明