[发明专利]一种蓝宝石晶体加工后剩余碎晶的回收利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及蓝宝石晶体生长技术领域，具体来说涉及一种蓝宝石晶体加工后剩余碎晶的回收利用方法。

背景技术

蓝宝石单晶具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性，强度高、硬度大、耐冲刷，可在接近1900℃高温的恶劣条件下工作，因而被广泛的应用于红外军事装置、卫星空间技术、高强度激光器的窗口材料。蓝宝石又作为一种重要的技术晶体，以其独特的晶格结构，良好的物理化学性质及价格优势而成为半导体发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、大规模集成电路(SOI，SOS)以及超导纳米结构薄膜等最理想的衬底材料。

蓝宝石晶体生长一般使用的是纯度为99.999％的氧化铝多晶胚料或者熔焰法制备的蓝宝石碎晶。蓝宝石晶体加工后剩余的碎晶表面附着有很多杂质(包括金属或有机杂质)，并且晶体碎料大小不规则，一般不能再直接做为蓝宝石生长原料使用。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种蓝宝石晶体加工后剩余碎晶的回收利用方法，经此方法处理后的蓝宝石碎晶大小规则，纯度能够达到蓝宝石晶体生长的要求。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种蓝宝石晶体加工后剩余碎晶的回收利用方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：

(1)将蓝宝石晶体加工后剩余的蓝宝石碎晶A放到高温电阻炉中进行热处理；

(2)将热处理后的蓝宝石碎晶取出后迅速放到装有去离子水的容器中冷却，得到尺寸较小、形状规则的蓝宝石碎晶B；

(3)将步骤(2)的蓝宝石碎晶B通过烘箱干燥，得到干燥后的蓝宝石碎晶C；

(4)将步骤(3)的蓝宝石碎晶C放入热酸溶液中浸泡，得到蓝宝石碎晶D；

(5)将经步骤(4)处理后的蓝宝石碎晶D放到去离子水中清洗，得到蓝宝石碎晶E；

(6)将经步骤(5)处理后的蓝宝石碎晶E放入烘箱中干燥，得到高纯度蓝宝石晶体生长用碎晶原料。

本发明中，在所述步骤(1)中，热处理温度为700-1000℃，时间为1-3h。

本发明中，在所述步骤(2)中，得到尺寸较小的蓝宝石碎晶B大小尺寸为3-25mm。

本发明中，在所述步骤(3)中，烘箱温度为100-200℃，干燥时间为3-8h。

本发明中，在所述步骤(4)中，酸为硝酸、盐酸、磷酸、硫酸中的一种或几种混合酸液，热酸溶液浓度为30-80％，热酸温度为100-150℃，浸泡时间为10-30min。

本发明中，在所述步骤(5)中，去离子水温度为50-80℃，清洗时间为10-30min。

本发明中，在所述步骤(6)中，烘箱温度为100-200℃，干燥时间为5-10h。

本发明将蓝宝石晶体加工后剩余的大小不规则，纯度不高的蓝宝石碎晶经过热处理得到尺寸较小且形状规则的蓝宝石碎晶，然后经过热酸处理后将附着在碎晶上的金属去除，再经去离子水清洗得到高纯度蓝宝石晶体生长用碎晶原料。

本发明无需采用复杂工艺便能得到高纯度蓝宝石晶体生长用碎晶原料，工艺简单，成本低廉，适合于批量生产。

本发明的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例进一步阐述本发明。

实施例1：

参见图1，一种蓝宝石晶体加工后剩余碎晶的回收利用方法，包括以下工艺步骤：

(1)将蓝宝石晶体加工后剩余的蓝宝石碎晶A放到温度为950℃的高温电阻炉中进行热处理；时间为2h；

(2)将热处理后的蓝宝石碎晶用耐火钳取出后迅速放到装有去离子水的容器中冷却，得到尺寸较小、形状规则的蓝宝石碎晶B，蓝宝石碎晶B大小尺寸约为10-15mm；

(3)将步骤(2)的蓝宝石碎晶B收集到铝盘中，在150℃烘箱中干燥4h；得到干燥后的蓝宝石碎晶C；

(4)将步骤(3)的蓝宝石碎晶C放入温度为120℃热酸溶液中浸泡20min，得到蓝宝石碎晶D；

(5)将经步骤(4)处理后的蓝宝石碎晶D放到60℃去离子水中清洗25min，得到蓝宝石碎晶E；

(6)将经步骤(5)处理后的蓝宝石碎晶E放入130℃烘箱中干燥6h，得到高纯度蓝宝石晶体生长用碎晶原料。

采用本实施例制备的蓝宝石碎晶大小约为10-15mm，金属等杂质被完全去除，纯度高能够满足蓝宝石晶体生长用原料的需要。