[发明专利]一种垂直凝固法生产弛豫铁电单晶PMN-PT的方法

权利要求书

1.一种工业化生产弛豫铁电单晶铌镁酸铅一钛酸铅(PMN-PT)的生产方法，其特征是在垂直方向上，晶体生长坩埚系统相对晶体生长炉不做机械运动，利用温度采集控制系统控制炉内温区的移动形成结晶，以此达到用布里奇下降法生长PMN-PT晶体的相同效果；在坩埚轴向上，利用坩埚轴向旋转系统充分搅拌熔融原料，以达到提高晶体质量的目的，其中：

1)晶体生长坩埚系统至少由一个晶体坩埚、一套坩埚保温层组成；

2)温度采集控制系统至少由一套坩埚温度采集装置、N套加热器温度控制装置组成(N≥3)；

3)坩埚轴向旋转系统至少由一套丝杆定位装置、一套旋转电机装置组成。

2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：

1)上述晶体坩埚的材料为铂(Pt)，厚度在0.2mm～2mm之间，容积在500～5000cm3之间，可装载籽晶和陶瓷原料；

2)上述晶体坩埚保温层对晶体坩埚做结构支撑，其材料为氧化铝、高铝保温砖或者高铝保温纤维，耐火温度在1400℃以上。

3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：

1)上述坩埚温度采集装置至少由3对热电偶、一个温度采集器组成；热电偶的型号可以是S型、B型或者R型，热电偶测温点垂直分布在晶体坩埚的外表面；温度采集器可以同时对所有热电偶读数；

2)上述一套加热器控制装置至少由一组加热器、一个温度控制器和一对热电偶组成；加热器为硅碳棒或硅钼加热器，位于晶体生长炉膛内壁，对晶体生长坩埚系统加热；热电偶的测温点位于加热器旁，采集加热器周围温度，并连接于温度控制器；热电偶的型号可以是S型、B型或者R型；温度控制器能够根据采集温度精确控制加热器的输出功率，控温误差在±1℃以内；上述炉体中内至少有3套加热器控制装置，每套间的垂直距离在10mm以上。

4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：

1)上述丝杆定位装置至少由一个可旋转的垂直升降丝杆和一个垂直升降机组成；

2)上述轴向旋转电机装置至少由一个电机和一个轴向连接装置组成；其中电机为伺服电机或步进电机，轴向连接装置可为齿轮连接、链条连接或皮带连接；形成轴向旋转的角速度在-100RPM～+100RPM之间。

5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于：

1)在晶体生长过程中，晶体坩埚的温度在1100～1350℃之间，温度梯度在10～50℃/cm之间。

2)晶体的结晶温区在1290℃～1310℃之间，结晶曲线相对坩埚垂直向上移动的速率为02～100mm/小时。