CN104593868A - 一种用于蓝宝石晶体蜂巢的处理方法 - Google Patents

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刘建哲
李庆跃
金良荣
郑小琳
吴宗泽
池旭明
王臻
陈素春
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Abstract

本发明属于晶体生长领域，特别是涉及一种用于蓝宝石晶体蜂巢的处理方法，其特征在于：将蓝宝石晶体蜂巢浸泡在浓硫酸与双氧水高温混合液中清洗后，再浸泡在浓盐酸槽内清洗，用热纯水槽氮气鼓泡清洗后再用纯水超声清洗；常压下，通入氮气保护气体，对蓝宝石晶体蜂巢进行高温烘烤；冷水淬火后，使得蓝宝石晶体蜂巢开裂，粉碎；在常压下，对晶块进行收集，烤箱烘干，待用。本发明通过对蓝宝石蜂巢进行清洗烘烤的方法对蓝宝石晶料进行回收，解决了在蓝宝石晶锭加工过程中利用率低、原材料耗用大的问题，从而降低了生产成本，具备非常巨大的商业价值。

Description

一种用于蓝宝石晶体蜂巢的处理方法
技术领域
本发明属于晶体生长领域，具体是一种用于蓝宝石晶体蜂巢的处理方法。
背景技术
蓝宝石晶体是光电产业极为重要的基础材料，广泛应用于微电子、光电子、光通讯、激光及国防军事等众多领域。随着国家节能减排政策贯彻的深入和人们环保意识的日益增加，人们对高容量、小体积、长寿命、低成本、高稳定性的照明光源需求不断增大，因此需要寻找新的可代替传统照明设备的低能耗绿色照明光源。LED自然成为有力的候选者之一，而蓝宝石晶体正是半导体LED芯片最重要的产业化衬底。更值得关注的是，近年来由于蓝宝石硬度高、透光性好的特点，已经概念性的成为很多知名品牌手机、相机面板的追捧对象。这也就成为了蓝宝石晶体火热，市场供不应求的重要原因。
但是，目前世界蓝宝石制造商大多采用泡生、热交换等方法进行晶体生长，蓝宝石晶锭呈圆柱或梨形，生长周期长，并存在电能消耗大，生产加工利用率低等问题，一直制约着蓝宝石的应用。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于蓝宝石晶体蜂巢的处理方法，该方法在蓝宝石晶锭在掏棒结束后，对留下的类似蜂巢的蓝宝石固体进行清洗及回收加工等处理后作为晶料，再次使用在蓝宝石生长过程中，解决利用率不高的问题。
为了实现上述目的，本发明提供技术方案如下：
一种用于蓝宝石晶体蜂巢的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将蓝宝石晶体蜂巢浸泡在浓硫酸与双氧水高温混合液中清洗，去除表面及内部残留的有机杂质；
B、将蓝宝石晶体蜂巢用浓盐水浸泡，分解其内部的金属杂质残留；
C、浸泡结束后，在去离子水中，氮气鼓泡清洗，去除残留的无机杂质；
D、常温，在去离子水中超声清洗，去除残留的无机、颗粒杂质；
E、常压下，通入氮气保护气体，对蓝宝石晶体蜂巢进行高温烘烤；
F、待温度稳定后持续一段时间，对蓝宝石晶体蜂巢冷水淬火，使得蓝宝石晶体蜂巢开裂，粉碎；
G、在常压下，对开裂的晶块进行收集，烤箱烘干，待用。
本发明通过对蓝宝石蜂巢进行清洗烘烤的方法对蓝宝石晶料进行回收，解决了在蓝宝石晶锭加工过程中利用率低、原材料耗用大的问题，使用本发明处理后的晶体蜂巢，已由原蓝宝石晶体蜂巢变为小块体的蓝宝石晶料，并验证此晶料纯净度等参数已达到通常蓝宝石原料水平，适合再次用于蓝宝石晶体生长，从而降低了生产成本，具备非常巨大的商业价值。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明的技术方案，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。
一种用于蓝宝石晶体蜂巢的处理方法，具体包括以下步骤：
A、将蓝宝石晶体蜂巢完全浸没在温度为110℃-130℃，体积比为3：1的浓硫酸和双氧水的槽中，转动清洗，转速为10转/min，清洗时间为10min-15min，去除表面及内部残留的有机杂质；
B、将蓝宝石蜂晶体巢移至在浓盐酸槽中，清洗温度为20℃-40℃，转动清洗，转速为10转/min，清洗时间为10min-15min，分解蜂巢表面及内部的无机金属颗粒残留；
C、在酸洗结束后，将蓝宝石蜂巢浸泡在热纯水中，氮气鼓泡清洗，温度为65℃-80℃，清洗时间为15min-20min。换液重复一次；
D、将蓝宝石蜂巢浸泡在纯水中，双频超声波清洗，频率为24/80KHZ，温度为20℃-30℃，清洗时间为15min-20min；
E、常压下，通入氮气保护气体，对蓝宝石晶体蜂巢进行烘烤。该步骤具体包括两步，第一步提升烤箱内温度大于或等于850℃，，通入氮气进行烘烤，烘烤时间为100-150min，分解蓝宝石蜂巢表面的水气及有机杂质的残留；第二步提升烤箱内温度达到第二温度大于或等于1150℃，通入氮气进行烘烤，烘烤时间为150-200min，使得蓝宝石蜂巢内外部温度均匀；
F、待温度稳定后持续一段时间，对蓝宝石晶体蜂巢冷水淬火，由于蓝宝石硬度高，仅次于钻石，使用传统的粉碎方式，成本过高，而利用蓝宝石热导率低的特性，采用高温淬火方式，使蓝宝石蜂巢瞬间炸裂，得到尺寸较小的蓝宝石块体。
G、在常压下，对开裂的晶块进行收集，移至烤箱，升温至200℃烘干，时间为180min-220min。
清洗后的蓝宝石块体晶料可以重复使用在蓝宝石生长过程中。

Claims (7)

1.一种用于蓝宝石晶体蜂巢的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、将蓝宝石晶体蜂巢浸泡在浓硫酸与双氧水高温混合液中清洗，去除表面及内部残留的有机杂质；
B、将蓝宝石晶体蜂巢用浓盐水浸泡，分解其内部的金属杂质残留；
C、浸泡结束后，在去离子水中，氮气鼓泡清洗，去除残留的无机杂质；
D、常温，在去离子水中超声清洗，去除残留的无机、颗粒杂质；
E、常压下，通入氮气保护气体，对蓝宝石晶体蜂巢进行高温烘烤；
F、待温度稳定后持续一段时间，对蓝宝石晶体蜂巢冷水淬火，使得蓝宝石晶体蜂巢开裂，粉碎；
G、在常压下，对开裂的晶块进行收集，烤箱烘干，待用。
2.根据权利要求1所述的一种用于蓝宝石晶体蜂巢的处理方法，其特征在于：所述步骤A中浓硫酸和双氧水的体积比为3：1，清洗温度为110℃-130℃，转动清洗，转速为10转/min，清洗时间为10min-15min。
3.根据权利要求1所述的一种用于蓝宝石晶体蜂巢的处理方法，其特征在于：所述步骤B中浸泡在浓盐酸中的清洗温度为20℃-40℃，转动清洗，转速为10转/min，清洗时间为10min-15min。
4.根据权利要求1所述的一种用于蓝宝石晶体蜂巢的处理方法，其特征在于，所述步骤C中氮气鼓泡清洗温度为65℃-80℃，清洗时间为15min-20min，换液重复一次。
5.根据权利要求1所述的一种用于蓝宝石晶体蜂巢的处理方法，其特征在于，所述步骤D中浸泡在纯水中，双频超声波清洗，频率为24/80KHZ，温度为20℃-30℃，清洗时间为15min-20min。
6.根据权利要求1所述的一种用于蓝宝石晶体蜂巢的处理方法，其特征在于，所述步骤E具体分为两步，第一步提升烤箱内温度大于或等于850℃，通入氮气进行烘烤，烘烤时间为100-150min，分解蓝宝石蜂巢表面的水气及有机杂质的残留；第二步提升烤箱内温度达到第二温度大于或等于1150℃，通入氮气进行烘烤，烘烤时间为150-200min，使得蓝宝石蜂巢内外部温度均匀。
7.根据权利要求1所述的一种用于蓝宝石晶体蜂巢的处理方法，其特征在于，所述步骤G在常压下，对晶块进行收集，移至烤箱，升温至200℃烘干，时间为180min-220min。
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