本发明涉及晶体材料的加工技术领域，特别是一种大尺寸蓝宝石光学晶体的热处理工艺。
背景技术：
蓝宝石晶体因其独特的晶体结构、优良的机械性能、介电性能、化学稳定性以及高表面平滑度，作为一种重要的功能材料，在衬底材料和激光技术等领域发挥着重要作用，如以晶格完整度高、表面加工质量优良的蓝宝石晶体为衬底的gan基led、激光二极管以及大规模集成电路；掺ti蓝宝石的独特性体现在其除了具有宽大波段放大光谱，能够获得飞秒脉冲以外，具有大的诱导激发断面。同时，作为一种重要的结构材料，已被广泛应用于国防工业及民用领域，特别是在军事、航空航天、高档日用品等领域有着不可替代的地位和作用，如由蓝宝石晶体制备而成的中红外窗口和整流罩，已成为机载、星载、舰载以及潜基、陆基光电设备，尤其在高马赫数导弹整流罩；蓝宝石晶体可用于制作医用手术用具、精密机械轴承和钟表表壳、首饰，以及各种杯具器皿、透明灯具和护目镜片。
随着蓝宝石的应用越来越广泛，不仅需要大量的小尺寸蓝宝石，对大尺寸的蓝宝石需求也越来越高，无论是对蓝宝石进行超精密磨削、单面研磨抛光以及双面研磨抛光处理都会使得蓝宝石表面产生残余应力，小尺寸蓝宝石表面的残余应力通过退火处理很容易控制，但是大尺寸蓝宝石由于体积比较大，退火过程中很容易由于升温、降温速度以及保温时间控制不好而导致蓝宝石表面产生破裂，或者不能够有效地降低蓝宝石表面的残余应力。针对上述退火过程中容易出现的问题，本发明公开了一种大尺寸蓝宝石光学晶体的热处理工艺，能够有效降低大尺寸蓝宝石表面的残余应力，提高蓝宝石晶块质量。
技术实现要素：
本发明的主要目的是在于提供一种大尺寸蓝宝石光学晶体的热处理工艺加工方法，针对超精密磨削、单面研磨抛光以及双面研磨抛光处理后大尺寸蓝宝石晶块，可以避免在退火过程中蓝宝石表面因受热不均匀产生裂纹，并能有效的降低蓝宝石表面的残余应力，提高晶体质量。
为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：
一种大尺寸蓝宝石光学晶体的热处理工艺，对超精密磨削、单面研磨抛光以及双面研磨抛光处理后大尺寸蓝宝石晶块进行退火处理包括以下十个阶段；
第一阶段：温度在室温-200℃时，以3℃/min速度进行升温。
第二阶段：温度在200℃-1100℃时，以4℃/min速度进行升温。
第三阶段：温度在1100℃-1300℃时，以3℃/min速度进行升温，升高到1300℃时保温60min。
第四阶段：温度在1300℃-1500℃时，以1-2℃/min速度进行升温。
第五阶段：温度在1500℃-1550℃时，以1-2℃/min速度进行升温。升高到1550℃时保温300min。
第六阶段：温度在1550℃-1400℃时，以1-2℃/min速度进行降温。降温到1400℃时保温60min。
第七阶段：温度从1400℃-1500℃时，以1-2℃/min速度进行升温。升温到1500℃时保温120min。
第八阶段：温度从1500℃降到1300℃时，以1-2℃/min速度降温。
第九阶段：温度从1300℃降到1000℃时，以4℃/min速度降温。
第十阶段：温度从1000℃自然降温到室温。
在本技术方案中，设置了六个升温温度段的升温速度、四个降温温度段的降温速度以及四个保温阶段，包含退火过程和回火过程，可以有效的降低大尺寸蓝宝石晶体表面的残余应力，防止因受热不均匀产生裂纹，提高晶体质量。
上述的一种大尺寸蓝宝石光学晶体的热处理工艺，其中，退火工件为超精密磨削、单面研磨抛光以及双面研磨抛光的蓝宝石晶块。
上述的一种大尺寸蓝宝石光学晶体的热处理工艺，其中，热处理过程包括退火阶段和回火阶段。
上述的一种大尺寸蓝宝石光学晶体的热处理工艺，其中，第四阶段-第八阶段升降温、速度不能超过1-2℃/min。
上述的一种大尺寸蓝宝石光学晶体的热处理工艺，其中，所述的热处理气氛为惰性气体，优选氩气。
上述的一种大尺寸蓝宝石光学晶体的热处理工艺，其中，第十段温度降到1000℃以后继续降温过程是将降温速度调到零，自然冷却至室温。
本发明有如下有益效果：将升温过程分为六个温度段，控制每个温度段的升温速度，将降温过程分为四个温度段，控制每个温度段的降温速度，从而使蓝宝石在整个过程中受热均匀，防止蓝宝石表面产生破裂，能够有效地减少蓝宝石表面的残余应力；并且十个阶段中包括退火和回火两个过程，在退火过程中设置回火的目的在于不仅通过退火升温保温方式来重建表面晶格结构，而且通过回火降温保温过程共同作用加速表层原子和位错运动，位错和块状边界缺陷重新排布，释放聚集能量，使损伤层表面自由能降低，表层材料恢复低能状态，使得表面晶格更加完整，从而提高晶体的整体质量。
附图说明
图1为热修复处理时间与温度的关系曲线图
具体实施方式
一种大尺寸蓝宝石光学晶体的热处理工艺加工方法，下面结合具体的实施方式对本发明作进一步描述：
将超精密磨削、单面研磨抛光或双面研磨抛光处理后大尺寸蓝宝石晶块放入内去离子水中，用超声波清洗15min，用气枪将其吹干放入热处理炉内；
第一阶段：温度在室温-200℃时，以3℃/min速度进行升温。
第二阶段：温度在200℃-1100℃时，以4℃/min速度进行升温。
第三阶段：温度在1100℃-1300℃时，以3℃/min速度进行升温，升高到1300℃时保温60min。
第四阶段：温度在1300℃-1500℃时，以2℃/min速度进行升温。
第五阶段：温度在1500℃-1550℃时，以1℃/min速度进行升温。升高到1550℃时保温300min。
第六阶段：温度在1550℃-1400℃时，以2℃/min速度进行降温。降温到1400℃时保温60min。
第七阶段：温度从1400℃-1500℃时，以1℃/min速度进行升温。升温到1500℃时保温120min。
第八阶段：温度从1500℃降到1300℃时，以2℃/min速度降温。
第九阶段：温度从1300℃降到1000℃时，以4℃/min速度降温。
第十阶段：温度从1000℃自然降温到室温，取出蓝宝石。