[發(fā)明專利]一種采用光學(xué)浮區(qū)法制備鋁酸鍶單晶體的工藝

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111546460.0
• 申請(qǐng)日: 2021-12-16
• 公開（公告）號(hào): CN114369871A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘆宇辰;熊定康;陳龍;侯晶文;鄧文;徐守磊;張群躍;黃彬;楊煜華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣西大學(xué)
• 主分類號(hào): C30B29/22
• 分類號(hào): C30B29/22;C30B28/02;C30B13/00;C30B33/02
• 代理公司: 北京盛凡佳華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11947
• 代理人: 趙浩淼

本發(fā)明公開了一種采用光學(xué)浮區(qū)法制備鋁酸鍶單晶體的工藝，配料：將原料SrCO₃、Al₂O₃按照化合反應(yīng)比置于燒杯中；攪拌：將其加入原料的燒杯，加入無水乙醇后，混合；烘干：將攪拌好的樣品進(jìn)行烘干，致無水乙醇完全揮發(fā)；前驅(qū)料棒制備：上述樣品粉末置于圓柱形模具中，并由等靜壓機(jī)高壓下壓致成型；燒結(jié)：將制備好的前驅(qū)料棒置于高溫爐中燒結(jié)形成多晶陶瓷料棒；晶體生長(zhǎng)：將多晶陶瓷料棒置于光學(xué)浮區(qū)爐中進(jìn)行單晶體的生長(zhǎng)；退火處理：將生長(zhǎng)出的單晶體置于高溫爐中進(jìn)行退火處理以消除殘余應(yīng)力，光學(xué)基質(zhì)材料鋁酸鍶熔點(diǎn)高達(dá)1500攝氏度以上，采用光學(xué)浮區(qū)法成功生長(zhǎng)出無色、透明、大尺寸的高質(zhì)量鋁酸鍶單晶，為長(zhǎng)余輝基質(zhì)材料帶來了新的進(jìn)展。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋁酸鍶單晶體制備工藝技術(shù)，具體是指一種采用光學(xué)浮區(qū)法制備鋁酸鍶單晶體的工藝。

背景技術(shù)

鋁酸鍶作為光學(xué)晶體的基質(zhì)材料，可用于熒光材料的制備，但由于其熔點(diǎn)高不易將其制備成單晶體，而光學(xué)浮區(qū)法(FZ)可以為高熔點(diǎn)的晶體材料生長(zhǎng)提供了條件，此方法生長(zhǎng)單晶體對(duì)環(huán)境無污染、晶體生長(zhǎng)效率高，周期短、生長(zhǎng)過程可控、可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)晶體生長(zhǎng)狀況，且生長(zhǎng)速率快，生長(zhǎng)氣氛可調(diào)，不需要額外坩堝。為高熔點(diǎn)、難生長(zhǎng)、易污染的晶體材料提供了較多便利。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服鋁酸鍶單晶體不易制備的缺點(diǎn)和利用光學(xué)浮區(qū)法生長(zhǎng)單晶體的優(yōu)勢(shì)，提供一種采用光學(xué)浮區(qū)法制備鋁酸鍶單晶體的工藝。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為一種采用光學(xué)浮區(qū)法制備鋁酸鍶單晶體的工藝，包括以下步驟：

步驟1)配料：根據(jù)化合反應(yīng)方程式SrCO₃+Al₂O₃→SrAl₂O₄+CO₂將純度≥99.8％的原料SrCO₃、Al₂O₃按比例使用電子天平精準(zhǔn)稱量后置于燒杯中；

步驟2)攪拌：在步驟1)稱重后的原料燒杯中加入無水乙醇，按照SrCO₃、Al₂O₃總質(zhì)量：無水乙醇質(zhì)量比＝1：5，放入磁力轉(zhuǎn)子并將燒杯置于磁力攪拌器上攪拌24小時(shí)使原料充分混合均勻；

步驟3)烘干：將按照上述步驟攪拌結(jié)束的樣品燒杯置于85℃烘干箱中烘干24小時(shí)，至無水乙醇完全揮發(fā)；

步驟4)前驅(qū)料棒制備：將烘干后的樣品粉末置于圓柱形模具中，并由等靜壓機(jī)40～60MPa高壓下壓致成型；

步驟5)燒結(jié)：將制備好的前驅(qū)料棒置于高溫爐中1350攝氏度下燒結(jié)24小時(shí)形成多晶陶瓷料棒；

步驟6)晶體生長(zhǎng)：將多晶陶瓷料棒置于光學(xué)浮區(qū)爐中進(jìn)行單晶體的生長(zhǎng)，生長(zhǎng)速度5mm/小時(shí)，生長(zhǎng)時(shí)間6小時(shí)；

步驟7)退火處理：將生長(zhǎng)出的單晶體置于1350攝氏度高溫爐中進(jìn)行退火處理以消除殘余應(yīng)力，進(jìn)一步改善晶體質(zhì)量。

作為優(yōu)選，所述步驟6)中光學(xué)浮區(qū)爐的溫度為1500-2500℃。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

制作方便，光學(xué)基質(zhì)材料鋁酸鍶熔點(diǎn)高達(dá)1500攝氏度以上，采用光學(xué)浮區(qū)法成功生長(zhǎng)出無色、透明、大尺寸(直徑5mm*長(zhǎng)度35mm)的高質(zhì)量鋁酸鍶單晶，為長(zhǎng)余輝基質(zhì)材料帶來了新的進(jìn)展。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所制備鋁酸鍶單晶體的XRD圖譜。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明一種采用光學(xué)浮區(qū)法制備鋁酸鍶單晶體的工藝做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

實(shí)施例