[发明专利]一种制备蓝宝石单晶用坩埚

说明书

本发明涉及一种蓝宝石单晶用装置的技术领域，具体来说，是一种制备蓝宝石单晶用坩埚，为钨坩埚，通过在坩埚外部设置凸肋用于分解坩埚的受热冷却的应力作用，增强坩埚的耐久性和强度，坩埚的厚度为5‑100mm，在保证质量的前提下，降低坩埚的材料成本，降低厚度，同时提交热传递效果，加热和降温效率都提高，另外，在钨坩埚内部设有涂层，涂层厚度为50‑150微米，涂层的材质为钨、钽、钼的复合材料，既起到增强作用，又提高了晶体的生长质量。

技术领域

本发明涉及一种蓝宝石单晶用装置的技术领域，具体来说，是一种制备蓝宝石单晶用坩埚。

背景技术

蓝宝石单晶，化学成分为氧化铝，化学式(α-Al₂O₃)，是由三个氧原子和两个铝原子以共价键型式结合而成，其晶体结构为六方晶格结构。

人工蓝宝石的制作流程：准备原料→填充原料及架设晶种→炉体抽真空→炉体加热(炉体加入钼隔热屏和钨隔热屏)→原料熔化→熔接晶种→晶颈生长→晶体生长→晶体与坩埚分离→冷却→取出晶体。

在蓝宝石单晶的生长过程中，坩埚是关键且必要的部件，坩埚用于盛装原料，并且在单晶的生长过程中一直处于高温环境中，常用的用钨坩埚、钼坩埚等，坩埚的结构和材质以及涂层，对于单晶生长的质量以及晶体利用率等有非常关键的影响。

因此，研究一种结构合理、材质耐用的高质量坩埚，对蓝宝石的生长具有至关重要的意义。

发明内容

本发明提供一种结构合理、材质耐用的高质量坩埚，为钨坩埚，通过在坩埚外部设置凸肋用于分解坩埚的受热冷却的应力作用，增强坩埚的耐久性和强度，坩埚的厚度为5-100mm，在保证质量的前提下，降低坩埚的材料成本，降低厚度，同时提交热传递效果，加热和降温效率都提高，另外，在钨坩埚内部设有涂层，涂层厚度为50-150微米，涂层的材质为钨、钽、钼的复合材料，既起到增强作用，又提高了晶体的生长质量。

本发明的技术方案为：

一种制备蓝宝石单晶用坩埚，该坩埚为上部圆柱体，坩埚的底部为球冠状；在坩埚的外部侧壁上设置数个凸肋，凸肋的截面为半圆形；坩埚主体材质为钨，在坩埚的内部设置涂层，涂层厚度为50-150微米，涂层的材质为钨、钽、钼的复合材料。

进一步的，凸肋位于坩埚的中上部，该坩埚中上部采用圆柱体结构，设置凸肋后便于应力分散，提高强度，减少开裂现象。

进一步的，凸肋为2-4条，在坩埚的中上部均匀排列，均布更加受力均匀。

进一步的，坩埚的厚度为5-100mm，在保证质量的前提下，降低坩埚的材料成本，降低厚度，同时提交热传递效果，加热和降温效率都提高。

进一步的，涂层的中钨、钽、钼的重量比例为70：(1-5):(5-10)，钽和钼的加入，能够提高坩埚的耐热性能，并且有利于提高晶体生长的质量。

进一步的，涂层的中钨、钽、钼的重量比例为70：(2-3):(6-8)，钽和钼的加入，能够提高坩埚的耐热性能，并且有利于提高晶体生长的质量。

进一步的，所述的涂层中还含有氧化铝，进一步提高晶体生长的质量。

本发明的有益效果在于，

本发明的坩埚为钨坩埚，通过在坩埚外部设置凸肋用于分解坩埚的受热冷却的应力作用，增强坩埚的耐久性和强度，坩埚的厚度为5-100mm，在保证质量的前提下，降低坩埚的材料成本，降低厚度，同时提交热传递效果，加热和降温效率都提高，另外，在钨坩埚内部设有涂层，涂层厚度为50-150微米，涂层的材质为钨、钽、钼的复合材料，既起到增强作用，又提高了晶体的生长质量，进一步复合氧化铝，进一步提高晶体生长的质量。

附图说明