CN106702479A - 一种用于导模法生长蓝宝石晶棒的导模板 - Google Patents
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Abstract
一种用于导模法生长蓝宝石晶棒的导模板，本发明通过在圆管状结构的模套（1）内设置多片组合的模芯（2），在组合模芯的上端设置锥形面，在每两个模芯的接触面分别设置主供料缝（4）与辅助供料缝（3），每个模芯上设置的主供料缝或辅助供料缝经过机械加工后采用机械抛光，降低其粗糙度，保持结晶面处于稳定状态，不利于气泡形成来提升晶体质量等，本发明采用多片模芯组合，增加了多条供料缝，利于气泡排除，增加供料缝，利于提高拉速，提升拉制效率等。
Description
【技术领域】 本发明涉及一种导模板，具体涉及一种用于导模法生长蓝宝石晶棒的导模板。
【背景技术】
已知的，蓝宝石 (Sapphire) 是一种氧化铝 (αA1203) 的单晶，又称为刚玉。刚玉晶体具有优良的光学、电学和机械性能，其硬度仅次于钻石。具有机械强度高、高温化学性能稳定、导热性好、高绝缘性、小摩擦系数等特点。蓝宝石被广泛应用于半导体器件、光电子器件、激光器、真空器件、精密机械等。特别是含Ti4+蓝宝石，是优异的固体宽带调谐激光材料，可制作超强的飞秒量级可调谐激光器。高质量宝石晶体的人工合成是人们研究的重要领域。
人工制备蓝宝石晶体材料目前己有很多种方法，主要有:泡生法（Kyropolous ，简称 Ky 法)、导模法(即 Edge Defined Film-fed Growth techniques ，简称 EFG 法)、热交换 法(即 Heat Exchange Method，简称 HEM 沾)，提拉法（Czochralski )，布里奇曼法CBridgman )，坩埚下降法等。以EFG法为例，制造方法大致如下：将氧化铝原料装入钨钼坩埚内，加热熔融，在坩埚内部放入特定的导模板，导模板开有适当宽度的孔或槽。由于氧化铝与导模板之间具有浸润性，故在毛细作用下，溶液可爬升至导模板顶端，并在导模板顶部形成一层薄膜。
采用EFG法生长蓝宝石晶棒时，其核心之一就是导模板，导模板直接影响产品的质量和产量。
申请人经过检索发现，中国专利：专利号、201410329589.X；申请日、2014.07.11；公开号、CN104088014A；公开日、2014.10.08；专利名称、一种棒状蓝宝石晶体生长设备及其生长方法，该专利中所提到的模具形状设置为圆形，但其仅为3条供料缝，如果所拉晶棒大到一定程度时其供料严重不足，进而影响结晶速度，影响拉制效率等，同时该专利公开的为整体结构，毛细供料缝中采用机械加工后无法抛光处理，这会导致在拉制过程中气泡的溢出导致晶体内部气泡严重进而影响晶体质量等。
鉴于此，现迫切需要设计一种新的导模板来实现晶棒的持续成形，使其在拉制过程中表现形式一致，操作方便可靠等等。
【发明内容】
鉴于背景技术中存在的不足，本发明公开了一种用于导模法生长蓝宝石晶棒的导模板，本发明通过在圆管状结构的模套内设置多片组合的模芯，在组合模芯的上端设置锥形面，本发明增加了多条供料缝，利于气泡排除，增加供料缝，利于提高拉速，提升拉制效率等。
为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于导模法生长蓝宝石晶棒的导模板，包括模芯、主供料缝、辅助供料缝和模套，所述模套设置为圆管状结构，在模套的内缘面设有若干个模芯使模套形成实心结构的导模板主体，在导模板主体的上端设有锥形面，在所述锥形面上间隔设有若干条辅助供料缝，在每两个模芯之间分别设有主供料缝，所述主供料缝与辅助供料缝垂直设置形成所述的用于导模法生长蓝宝石晶棒的导模板。
所述的用于导模法生长蓝宝石晶棒的导模板，所述模芯的一端设有向内凹陷的凹槽，由所述凹槽形成辅助供料缝。
所述的用于导模法生长蓝宝石晶棒的导模板，所述模芯的一侧设有向内凹陷的凹槽，由所述凹槽形成主供料缝。
所述的用于导模法生长蓝宝石晶棒的导模板，所述主供料缝的宽度为0.07～17mm。
所述的用于导模法生长蓝宝石晶棒的导模板，所述辅助供料缝的宽度为0.07～17mm。
所述的用于导模法生长蓝宝石晶棒的导模板，所述锥形面的夹角为90°～180°。
由于采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明所述的一种用于导模法生长蓝宝石晶棒的导模板，本发明通过在圆管状结构的模套内设置多片组合的模芯，在组合模芯的上端设置锥形面，在每两个模芯的接触面分别设置主供料缝与辅助供料缝，每个模芯上设置的主供料缝或辅助供料缝经过机械加工后采用机械抛光，降低其粗糙度，保持结晶面处于稳定状态，不利于气泡形成来提升晶体质量等，本发明采用多片模芯组合，增加了多条供料缝，利于气泡排除，增加供料缝，利于提高拉速，提升拉制效率等。
【附图说明】
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是图1的俯视结构示意图；
图3是图1的左视结构示意图；
在图中：1、模套；2、模芯；3、辅助供料缝；4、主供料缝；5、锥形面。
【具体实施方式】
参考下面的实施例，可以更详细地解释本发明；但是，本发明并不局限于这些实施例。
结合附图1～3所述的一种采用导模法生长蓝宝石晶棒的导模板，包括模芯2、主供料缝4、辅助供料缝3和模套1，所述模套1设置为圆管状结构，其材质为钨钼耐高温金属，在模套1的内缘面设有若干个模芯2使模套1形成实心结构的导模板主体，模芯2的材质为耐高温金属，在导模板主体的上端设有锥形面5，设置锥形面5的目的是为了能更好的实现持续供料，较大的改善了操作和调整空间，所述锥形面5的夹角β值范围为90°～180°，同时，在实际加工时，将锥形面5所有的尖角倒圆处理，在所述锥形面5上间隔设有若干条辅助供料缝3，辅助供料缝3的设置形式为在模芯2的一端设有向内凹陷的凹槽，所述凹槽贯通模芯2的上下两面，由所述凹槽形成辅助供料缝3，所述辅助供料缝3的宽度r值范围为0.07～17mm；
进一步，在每两个模芯2之间分别设有主供料缝4，主供料缝4的设置形式为在模芯2的一侧设有向内凹陷的凹槽，所述凹槽贯通模芯2的上下两面，由所述凹槽形成主供料缝4，所述主供料缝4的宽度r值范围为0.07～17mm；
进一步，所述主供料缝4与辅助供料缝3垂直设置形成所述的采用导模法生长蓝宝石晶棒的导模板。
在具体实施时，结合附图2，模芯2设置为12块，12块模芯2拼接成一个圆柱体，然后在每两个模芯2的接触面分别设置主供料缝4与辅助供料缝3。每个模芯2上设置的主供料缝4或辅助供料缝3经过机械加工后采用机械抛光，降低其粗糙度，保持结晶面处于稳定状态，不利于气泡形成来提升晶体质量。
本发明研究的是采用EFG法生长棒状晶体，晶向任意可选，晶体表面质量平整，仅仅需要外径稍加滚圆后即可做成形晶棒使用，其外径尺寸不小于1.5英寸。
本发明的应用实例如下表所示：
本发明未详述部分为现有技术。
为了公开本发明的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。
Claims (6)
1.一种用于导模法生长蓝宝石晶棒的导模板，包括模芯（2）、主供料缝（4）、辅助供料缝（3）和模套（1），其特征是：所述模套（1）设置为圆管状结构，在模套（1）的内缘面设有若干个模芯（2）使模套（1）形成实心结构的导模板主体，在导模板主体的上端设有锥形面（5），在所述锥形面（5）上间隔设有若干条辅助供料缝（3），在每两个模芯（2）之间分别设有主供料缝（4），所述主供料缝（4）与辅助供料缝（3）垂直设置形成所述的用于导模法生长蓝宝石晶棒的导模板。
2.如权利要求1所述的用于导模法生长蓝宝石晶棒的导模板，其特征是：所述模芯（2）的一端设有向内凹陷的凹槽，由所述凹槽形成辅助供料缝（3）。
3.如权利要求1所述的用于导模法生长蓝宝石晶棒的导模板，其特征是：所述模芯（2）的一侧设有向内凹陷的凹槽，由所述凹槽形成主供料缝（4）。
4.如权利要求1所述的用于导模法生长蓝宝石晶棒的导模板，其特征是：所述主供料缝（4）的宽度为0.07～17mm。
5.如权利要求1所述的用于导模法生长蓝宝石晶棒的导模板，其特征是：所述辅助供料缝（3）的宽度为0.07～17mm。
6.如权利要求1所述的用于导模法生长蓝宝石晶棒的导模板，其特征是：所述锥形面（5）的夹角为90°～180°。
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