[发明专利]一种蓝宝石晶体生长炉及制备蓝宝石晶体的方法

权利要求书

1.一种蓝宝石晶体生长炉，包括炉体（2）、真空机组（4）及发热体（8），真空机组（4）与炉体（2）内部连通，发热体（8）设置在炉体（2）内，其特征在于：炉体（2）内还设有隔热屏（7）、温区分隔板（9）、温度传感器（10）、料盘（12）及传动机构（14），所述隔热屏（7）围成内部可设置坩埚（11）的空间，料盘（12）设置在坩埚（11）的底部，隔热屏（7）的一端设有可供坩埚（11）穿过的通孔，与隔热屏（7）开孔端对应一侧的炉体（2）上开设有炉门（1），所述发热体（8）有多根且呈长条状，其端部均固定设置在隔热屏（7）上，且平行、均匀分布在坩埚（11）的两侧，所述温区分隔板（9）有多个且分隔设置在发热体（8）之间，将隔热屏（7）围成的空间沿竖直或水平方向分割成多个独立的温区，每个温区均设有温度传感器（10），所述温度传感器（10）穿过隔热屏（7）设置在两层发热体（8）之间，每个温区独立加热、独立测温、独立控制，通过不同温区的温度控制实现在竖直或水平方向上呈现温度梯度变化，所述传动机构（14）穿过炉体（2）与料盘（12）的一端连接。

2.如权利要求1所述的蓝宝石晶体生长炉，其特征在于：所述坩埚（11）水平设置在隔热屏（7）围成的空间内，料盘（12）设置在滑动轨道（13）上。

3.如权利要求1所述的蓝宝石晶体生长炉，其特征在于：所述坩埚（11）竖直设置在隔热屏（7）围成的空间内，传动机构（14）与料盘（12）的底部固定连接。

4.如权利要求1所述的蓝宝石晶体生长炉，其特征在于：所述温区分隔板（9）呈环形，且其环形外壁设置在隔热屏（7）上，环形内壁与坩埚（11）间隙配合。

5.如权利要求1所述的蓝宝石晶体生长炉，其特征在于：所述炉体（2）为双层循环水冷炉体。

6.如权利要求1所述的蓝宝石晶体生长炉，其特征在于：所述传动机构（14）为手动推杆，手动推杆与料盘（12）的一端固定连接。

7.如权利要求1所述的蓝宝石晶体生长炉，其特征在于：所述传动机构（14）为电动输送机构。

8.如权利要求1所述的蓝宝石晶体生长炉，其特征在于：所述炉体（2）上设有进气孔（5）和出气孔（6）。

9.如权利要求1所述的蓝宝石晶体生长炉，其特征在于：所述炉体（2）底部设有炉体支撑机构（3）。

10.一种利用如权利要求1所述的生长炉制备蓝宝石晶体的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将原料装进坩埚内；

步骤二：打开炉门，利用传动机构，将料盘传送至炉门处，把装有原料的坩埚放到料盘上，然后将坩埚和料盘传送至隔热屏围成的空间内的固定位置，关闭炉门；

步骤三：打开真空机组电源，对炉体内部空间抽真空，当炉体内部真空度达到要求值后，可充入保护气体，且该抽真空和充气流程可多次重复操作；

步骤四：启动发热体进行加热，按照设定好的工艺进行分温区加热、保温，使炉体内沿竖直或水平方向形成温度梯度变化，并使接近籽晶区域的物料熔化；

步骤五：降温接种；

步骤六：利用传动机构使坩埚向炉门方向移动，实现晶体慢慢生长；或坩埚、发热体、晶体均不动，仅通过控制不同温区的温度实现温场的温度梯度不断移动，从而实现晶体长晶界面的不断移动，实现晶体慢慢生长；

步骤七：待晶体生长完毕，按照晶体退火工艺程序进行退火；

步骤八：待退火结束后，利用传动机构将坩埚传动至炉门处，然后打开炉门，取出坩埚和晶体。