一种用于蓝宝石晶体生长的支承平台的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及晶体制造技术领域，特别涉及一种用于蓝宝石晶体生长的支承平台O
【背景技术】
[0002]蓝宝石主要成分为α型氧化铝单结晶。主流的蓝宝石晶体生长方法有泡生法(Kyropolous法，简称Ky 法)、导模法(即 Edge Defined Film-fed Growth techniques 法，简称EFG法)、热交换法(即Heat Exchange Method法，简称HEM法)，提拉法(Czochralski法，简称Cz法)，布里奇曼法(Bridgman法，坩祸下降法)等。这些方法在晶体生长之前，均需要首先将氧化铝原料在坩祸中熔化成液体。而氧化铝的熔点在2050摄氏度，因此用于蓝宝石晶体生长的热场温度需要达到2100度左右。在如此高温下，热场经济可用的耐温结构件和保温材料仅限于钨、钼、熔点高于2100度的耐高温氧化物、石墨、炭炭复合材料(CFC)和石墨租等。其中石墨、炭炭复合材料(CFC)和石墨租均属于炭基材料。由于炭基材料会与氧化铝反生反应，而除了氧化铝之外的耐高温氧化物会污染氧化铝原料，因此蓝宝石晶体生长用的坩祸通常由钨或钼材料制成。
[0003]从强度考虑，可用于承受坩祸及坩祸内的氧化铝原料的支承平台所用的材料可以是钨材料或石墨等炭基材料。钨材料价格较高，并且在2100度左右的高温下，刚性较差，容易发生变形。相应地，炭基材料成本低，强度高，在高温下不会发生变形，但存在最致命的缺点:石墨与钼或钨材料会在高温下反应形成含碳的钼合金和钨合金，使坩祸的熔点降低，最终导致坩祸泄漏。另外，如果采用厚度较厚的坩祸时，虽然不至于漏料，但会使石墨材料中的碳元素以及其他杂质渗入到坩祸中，影响氧化铝熔液的纯度，进而影响蓝宝石晶体的质量。
[0004]因此，需要研发一种能有效抑制炭基材料中的炭元素等杂质元素向坩祸渗透的用于蓝宝石晶体生长的支承平台。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型要解决的技术问题是提供一种能有效抑制炭基材料中的炭元素等杂质元素向坩祸渗透的用于蓝宝石晶体生长的支承平台。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为:一种用于蓝宝石晶体生长的支承平台，其创新点在于:所述支承平台支承在坩祸底部，其特征在于:包括由下至上依次铺设的承重层和隔离层，所述承重层为炭基材料加工而成的承重板；所述隔离层包括两层或两层以上的用于隔离炭元素或其他杂质元素的隔离夹层，其中至少有一层隔离夹层为钨材料加工而成的钨片。
[0007]进一步地，所述承重层为石墨、炭炭复合材料或石墨硬毡加工而成的承重板。
[0008]进一步地，所述隔离夹层有两层，由下至上分别为0.05-5mm厚的钽片、0.l_5mm厚的钨片。
[0009]进一步地，所述隔离夹层有三层，由下至上分别为0.05-5mm厚的钽片、0.l_5mm厚的钨片和0.l_2mm厚的钨片。
[0010]进一步地，所述隔离夹层有三层，由下至上分别为0.l-5mm厚的妈片、0.l_5mm厚的金属氧化物夹层和0.1-2mm厚的妈片。
[0011]进一步地，所述隔离夹层有四层，由下至上分别为0.05-5mm厚的钽片、0.l_5mm厚的妈片、0.l_5mm厚的金属氧化物夹层和0.l_2mm厚的妈片。
[0012]本实用新型的优点在于:
[0013](I)本实用新型的支承平台，包括由下至上依次铺设的承重层和隔离层，采用以炭基材料加工而成的承重板作为承重层，同时隔离层使用两层或两层以上的隔离夹层，防止钼或钨材质的坩祸与碳反应，并有效抑制了碳元素及其他杂质元素污染氧化铝原料，使采用石墨等炭基材料制作承重坩祸的部件成为可能，大幅降低了热场使用成本，提高了结构在尚温下的稳定性；
[0014]其中至少有一层隔离夹层为钨材料加工而成的钨片，另外至少有一层隔离夹层为钽材料制成的钽片或熔点在2100摄氏度以上的金属氧化物夹层；钽材料在隔离炭元素渗透的优势，钽与碳元素在高温下可反应生成碳化钽，而碳化钽会成钨表面形成一层致密的保护层，防止碳元素进一步向钨材料夹层渗透；钨材料由于密度大，材料致密，在防止炭基材料中的铁、钛等杂质元素向坩祸渗透的作用也很显著；耐高温氧化物材料在高温下，保持自身不被熔化的同时，可与碳元素发生还原反应，进一步防止碳元素向坩祸渗透；
[0015](2)本实用新型的支承平台的承重层为石墨、炭炭复合材料或石墨硬毡加工而成的承重板，该承重板耐高温且强度高；
[0016](3)本实用新型的金属氧化物夹层采用氧化锆、氧化钇或氧化铪中的一种或多种材料制作而成，因碳元素还原出的错、乾或給元素，即使少量渗透到氧化招原料中，也不会对蓝宝石晶体在质量上造成明显的影响；
[0017]金属氧化物夹层可以为氧化锆、氧化钇或氧化铪一种或多种金属制作的氧化物板体，还可以为氧化锆颗粒、氧化钇颗粒或氧化铪颗粒中的一种或多种均匀平铺而成的金属氧化物颗粒层，采用金属氧化物颗粒而不是金属氧化物板体作为金属氧化物夹层，降低材料的使用成本，并避免金属氧化物板体在制作过程中引入铁、钛等新的污染物；
[0018](4)本实用新型的隔离层使用两层或两层以上的隔离夹层，比较合理的组合方式如下，
[0019]第一种，隔离夹层有两层，由下至上分别为0.05-5mm厚的钽片、0.l_5mm厚的妈片，太厚的钽片或钨片会导致成本过高，太薄的钽片或钨片会使隔离效果差；
[0020]第二种，隔离夹层有三层，由下至上分别为0.05-5mm厚的钽片、0.1-5mm厚的钨片和0.1-2_厚的钨片；该组合方案是第一种方案的基础上，再增加一层钨片以提高隔离碳元素等杂质元素的效果，由于钨片与钨片之间会形成间隙，这一间隙能有效增加碳元素渗透的难度，提升隔离效