一种蓝宝石晶体的退火方法与流程

文档序号:19160994发布日期:2019-11-16 01:22阅读:3017来源:国知局

本发明涉及一种蓝宝石晶体退火工艺,属于人工蓝宝石生产技术领域。



背景技术:

蓝宝石晶体的生长环境温度在2000℃以上,在生长完成后,需对蓝宝石晶体进行退火冷却,传统退火工艺需要6-7天左右,而且传统的退火工艺中,退火温度控制模糊,温降过程不受控制,极易出现因炉内降温速度过快而造成晶体应力开裂;或炉内降温速度过慢而导致退火时间延长,生产效率底下且成本增加。阶段性的退火,使得晶体在高温区时缓慢退火,降低了晶体缺陷,而且在低温区对晶体影响不大的情况下,快速退火降低生产成本。实验表明,蓝宝石晶体在空气中1500℃退火20h后,以50/h℃的速率降温可消除黑色的碳包裹体,使晶体透明,达到脱碳的目的,但是不能消除晶体内的色心。



技术实现要素:

本发明目的就在于克服上述不足,提供一种蓝宝石晶体的退火方法,能有效消除晶体内色心。

为解决上述的技术问题,本发明采用以下技术方案:

一种蓝宝石晶体的退火方法,1)先将蓝宝石晶体放入si-mo棒马弗炉中进行初步退火,在空气中1500℃分别退火20小时;2)然后再将步骤1)初步退火后的蓝宝石晶体放入氢气退火炉内,现将氢气退火炉内抽真空到2×10–5pa,然后通入氢气,使炉内压力为0.03mpa,氢气退火炉内温度按照70/h℃的速率升温至1000℃,恒温2h后,当炉体内部温度值稳定后,再以50/h℃的速率从1000℃升温至1900℃,恒温37h,随后以20/h℃的速率缓慢降至室温。

与现有技术相比,本发明的有益效果为:

本发明一种蓝宝石晶体的退火方法,1、退火时间短,耗能低,较传统退火方法可节省10%左右时间且耗能减少10%提高了生产效率。2、降温均匀迅速,避免蓝宝石晶体应力开裂,提升了产品质量及成品率。3、能够有效消除晶体内色心。

具体实施方式

一种蓝宝石晶体的退火方法,

1)先将蓝宝石晶体放入si-mo棒马弗炉中进行初步退火,在空气中1500℃分别退火20小时;

2)然后再将步骤1)初步退火后的蓝宝石晶体放入氢气退火炉内,现将氢气退火炉内抽真空到2×10–5pa,然后通入氢气,使炉内压力为0.03mpa,氢气退火炉内温度按照70/h℃的速率升温至1000℃,恒温2h后,当炉体内部温度值稳定后,再以50/h℃的速率从1000℃升温至1900℃,恒温37h,随后以20/h℃的速率缓慢降至室温。

本发明工艺提出在氢气环境中的退火,晶体内部的fe3+再被还原成fe2+,即200~230nm吸收肩为fe3+吸收所导致,能够消除色心又能够有效地防止晶体中的fe2+被氧化而引起杂质离子吸收,能有效消除晶体内色心。

以上所述,仅是对本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明做其他形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是,凡是未脱离本发明方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明的保护范围。



技术特征:

1.一种蓝宝石晶体的退火方法,其特征在于:1)先将蓝宝石晶体放入si-mo棒马弗炉中进行初步退火,在空气中1500℃分别退火20小时;2)然后再将步骤1)初步退火后的蓝宝石晶体放入氢气退火炉内,现将氢气退火炉内抽真空到2×10–5pa,然后通入氢气,使炉内压力为0.03mpa,氢气退火炉内温度按照70/h℃的速率升温至1000℃,恒温2h后,当炉体内部温度值稳定后,再以50/h℃的速率从1000℃升温至1900℃,恒温37h,随后以20/h℃的速率缓慢降至室温。


技术总结
本发明涉及一种蓝宝石晶体退火工艺,属于人工蓝宝石生产技术领域,1)先将蓝宝石晶体放入Si‑Mo棒马弗炉中进行初步退火,在空气中1500℃分别退火20小时;2)然后再将步骤1)初步退火后的蓝宝石晶体放入氢气退火炉内,现将氢气退火炉内抽真空到2×10–5 Pa,然后通入氢气,使炉内压力为0.03 MPa,氢气退火炉内温度按照70/h℃的速率升温至1000℃,恒温2 h后,当炉体内部温度值稳定后,再以50/h℃的速率从1000℃升温至1900℃,恒温37 h,随后以20/h℃的速率缓慢降至室温。本发明一种蓝宝石晶体的退火方法,1、退火时间短,耗能低,较传统退火方法可节省10%左右时间且耗能减少10%提高了生产效率。2、降温均匀迅速,避免蓝宝石晶体应力开裂,提升了产品质量及成品率。3、能够有效消除晶体内色心。

技术研发人员:罗毅
受保护的技术使用者:安徽科瑞思创晶体材料有限责任公司
技术研发日:2018.05.08
技术公布日:2019.11.15
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