CN114369871A - 一种采用光学浮区法制备铝酸锶单晶体的工艺 - Google Patents

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熊定康
陈龙
侯晶文
邓文
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张群跃
黄彬
杨煜华
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Abstract

本发明公开了一种采用光学浮区法制备铝酸锶单晶体的工艺，配料：将原料SrCO3、Al2O3按照化合反应比置于烧杯中；搅拌：将其加入原料的烧杯，加入无水乙醇后，混合；烘干：将搅拌好的样品进行烘干，致无水乙醇完全挥发；前驱料棒制备：上述样品粉末置于圆柱形模具中，并由等静压机高压下压致成型；烧结：将制备好的前驱料棒置于高温炉中烧结形成多晶陶瓷料棒；晶体生长：将多晶陶瓷料棒置于光学浮区炉中进行单晶体的生长；退火处理：将生长出的单晶体置于高温炉中进行退火处理以消除残余应力，光学基质材料铝酸锶熔点高达1500摄氏度以上，采用光学浮区法成功生长出无色、透明、大尺寸的高质量铝酸锶单晶，为长余辉基质材料带来了新的进展。

Description

一种采用光学浮区法制备铝酸锶单晶体的工艺
技术领域
本发明涉及铝酸锶单晶体制备工艺技术，具体是指一种采用光学浮区法制备铝酸锶单晶体的工艺。
背景技术
铝酸锶作为光学晶体的基质材料，可用于荧光材料的制备，但由于其熔点高不易将其制备成单晶体，而光学浮区法(FZ)可以为高熔点的晶体材料生长提供了条件，此方法生长单晶体对环境无污染、晶体生长效率高，周期短、生长过程可控、可实时监测晶体生长状况，且生长速率快，生长气氛可调，不需要额外坩埚。为高熔点、难生长、易污染的晶体材料提供了较多便利。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服铝酸锶单晶体不易制备的缺点和利用光学浮区法生长单晶体的优势，提供一种采用光学浮区法制备铝酸锶单晶体的工艺。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为一种采用光学浮区法制备铝酸锶单晶体的工艺，包括以下步骤：
步骤1)配料：根据化合反应方程式SrCO3+Al2O3→SrAl2O4+CO2将纯度≥99.8％的原料SrCO3、Al2O3按比例使用电子天平精准称量后置于烧杯中；
步骤2)搅拌：在步骤1)称重后的原料烧杯中加入无水乙醇，按照SrCO3、Al2O3总质量：无水乙醇质量比＝1：5，放入磁力转子并将烧杯置于磁力搅拌器上搅拌24小时使原料充分混合均匀；
步骤3)烘干：将按照上述步骤搅拌结束的样品烧杯置于85℃烘干箱中烘干24小时，至无水乙醇完全挥发；
步骤4)前驱料棒制备：将烘干后的样品粉末置于圆柱形模具中，并由等静压机40～60MPa高压下压致成型；
步骤5)烧结：将制备好的前驱料棒置于高温炉中1350摄氏度下烧结24小时形成多晶陶瓷料棒；
步骤6)晶体生长：将多晶陶瓷料棒置于光学浮区炉中进行单晶体的生长，生长速度5mm/小时，生长时间6小时；
步骤7)退火处理：将生长出的单晶体置于1350摄氏度高温炉中进行退火处理以消除残余应力，进一步改善晶体质量。
作为优选，所述步骤6)中光学浮区炉的温度为1500-2500℃。
本发明与现有技术相比的优点在于：
制作方便，光学基质材料铝酸锶熔点高达1500摄氏度以上，采用光学浮区法成功生长出无色、透明、大尺寸(直径5mm*长度35mm)的高质量铝酸锶单晶，为长余辉基质材料带来了新的进展。
附图说明
图1是本发明所制备铝酸锶单晶体的XRD图谱。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明一种采用光学浮区法制备铝酸锶单晶体的工艺做进一步的详细说明。
实施例
一种采用光学浮区法制备铝酸锶单晶体的工艺，包括以下步骤：
步骤1)配料：根据化合反应方程式SrCO3+Al2O3→SrAl2O4+CO2将纯度≥99.8％的原料SrCO3、Al2O3按比例使用电子天平精准称量后置于烧杯中；
步骤2)搅拌：在步骤1)称重后的原料烧杯中加入无水乙醇，按照SrCO3、Al2O3总质量：无水乙醇质量比＝1：5，放入磁力转子并将烧杯置于磁力搅拌器上搅拌24小时使原料充分混合均匀；
步骤3)烘干：将按照上述步骤搅拌结束的样品烧杯置于85℃烘干箱中烘干24小时，至无水乙醇完全挥发；
步骤4)前驱料棒制备：将烘干后的样品粉末置于圆柱形模具中，并由等静压机40～60MPa高压下压致成型；
步骤5)烧结：将制备好的前驱料棒置于高温炉中1350摄氏度下烧结24小时形成多晶陶瓷料棒；
步骤6)晶体生长：将多晶陶瓷料棒置于光学浮区炉中进行单晶体的生长，生长速度5mm/小时，生长时间6小时；
步骤7)退火处理：将生长出的单晶体置于1350摄氏度高温炉中进行退火处理以消除残余应力，进一步改善晶体质量。
作为本实施例的优选实施方式，所述步骤6)中光学浮区炉的温度为1500-2500℃。
光学基质材料铝酸锶熔点高达1500摄氏度以上，采用光学浮区法成功生长出无色、透明、大尺寸(直径5mm*长度35mm，密度3.5683g/cm3)的高质量铝酸锶单晶，为长余辉基质材料带来了新的进展。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种采用光学浮区法制备铝酸锶单晶体的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)配料：根据化合反应方程式SrCO3+Al2O3→SrAl2O4+CO2将纯度≥99.8％的原料SrCO3、Al2O3按比例使用电子天平精准称量后置于烧杯中；
步骤2)搅拌：在步骤1)称重后的原料烧杯中加入无水乙醇，按照SrCO3、Al2O3总质量：无水乙醇质量比＝1：5，放入磁力转子并将烧杯置于磁力搅拌器上搅拌24小时使原料充分混合均匀；
步骤3)烘干：将按照上述步骤搅拌结束的样品烧杯置于85℃烘干箱中烘干24小时，至无水乙醇完全挥发；
步骤4)前驱料棒制备：将烘干后的样品粉末置于圆柱形模具中，并由等静压机40～60MPa高压下压致成型；
步骤5)烧结：将制备好的前驱料棒置于高温炉中1350摄氏度下烧结24小时形成多晶陶瓷料棒；
步骤6)晶体生长：将多晶陶瓷料棒置于光学浮区炉中进行单晶体的生长，生长速度5mm/小时，生长时间6小时；
步骤7)退火处理：将生长出的单晶体置于1350摄氏度高温炉中进行退火处理以消除残余应力，进一步改善晶体质量。
2.根据权利要求1所述的一种采用光学浮区法制备铝酸锶单晶体的工艺，其特征在于：所述步骤6)中光学浮区炉的温度为1500-2500℃。
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