第四章 熔体中的晶体生长技术(熔体导模法)VIP专享VIP免费

&4.4&4.4熔体导模法生长熔体导模法生长宝石晶体宝石晶体主要内容主要内容一、导模法生长晶体简介一、导模法生长晶体简介二、导模法生长晶体的工艺过程二、导模法生长晶体的工艺过程三、导模法生长晶体的工艺原理三、导模法生长晶体的工艺原理四、导模法生长宝石晶体装置四、导模法生长宝石晶体装置五、导模法生长宝石晶体实例五、导模法生长宝石晶体实例六、导模法生长宝石晶体特点及鉴别六、导模法生长宝石晶体特点及鉴别一、一、“边缘限定薄膜供料生长”技“边缘限定薄膜供料生长”技术，简称术，简称EFGEFG法法EFGEFG法首要的条件是要求模具法首要的条件是要求模具材料必须能为熔体所润湿，材料必须能为熔体所润湿，并且彼此间又不发生化学作并且彼此间又不发生化学作用。在润湿角用。在润湿角θθ满足满足0<θ<900<θ<90°°的条件下，使得熔体在毛的条件下，使得熔体在毛细管作用下能上升到模具的细管作用下能上升到模具的顶部，并能在顶部的模具截顶部，并能在顶部的模具截面上扩展到模具的边缘而形面上扩展到模具的边缘而形成一个薄膜熔体层，成一个薄膜熔体层，晶体的晶体的截面形状和尺寸则为模具顶截面形状和尺寸则为模具顶部边缘的形状和尺寸所决定。部边缘的形状和尺寸所决定。因此，因此，EFGEFG法能生长出各种法能生长出各种片、棒、管、丝及其它特殊片、棒、管、丝及其它特殊形状的晶体，具有直接从熔形状的晶体，具有直接从熔体中控制生长定型晶体的能体中控制生长定型晶体的能力。力。二、导模法生长晶体的工艺过程二、导模法生长晶体的工艺过程a:a:将籽晶浸入熔体将籽晶浸入熔体b:b:籽晶表面回熔籽晶表面回熔c:c:缩颈放肩提拉缩颈放肩提拉d:d:提拉使熔提拉使熔体到模具顶部体到模具顶部表面表面e:e:特定形状特定形状的晶体的生长的晶体的生长阶段。阶段。三三、、导模法生长晶体的工艺原理。导模法生长晶体的工艺原理。将原料放入坩将原料放入坩埚中加热熔化，熔体沿一埚中加热熔化，熔体沿一模具在毛细作用下上升至模具在毛细作用下上升至模具顶端，在模具顶部液模具顶端，在模具顶部液面上接籽晶提拉熔体，使面上接籽晶提拉熔体，使籽晶在熔体的交界面上不籽晶在熔体的交界面上不断进行原子或分子的重新断进行原子或分子的重新排列，随降温逐渐凝固而排列，随降温逐渐凝固而生长出与模具边缘形状相生长出与模具边缘形状相同的单晶体。同的单晶体。熔体是通过模具的熔体是通过模具的毛细管到达模顶的。毛细管到达模顶的。上升的高度：上升的高度：2coshdrgdr表面张力；熔体密度毛细管半径；润湿角导模法生长的晶体，由于熔体无导模法生长的晶体，由于熔体无对流搅拌，因此杂质分布主要由扩散决定。对流搅拌，因此杂质分布主要由扩散决定。此方法生长的晶体分凝系数是一个不变值。此方法生长的晶体分凝系数是一个不变值。这是此方法的一大优点。这是此方法的一大优点。四、导模法生长宝石晶体装置四、导模法生长宝石晶体装置与提拉法的差异：与提拉法的差异：生长装置与生长装置与提拉法相似。不同的是提拉法相似。不同的是将具有毛细管的模具安将具有毛细管的模具安装在坩埚底部，籽晶通装在坩埚底部，籽晶通过毛细管口与熔体相接过毛细管口与熔体相接触，然后按照模具顶端触，然后按照模具顶端截面的形状提拉初各种截面的形状提拉初各种形状的晶体。而晶体提形状的晶体。而晶体提拉法只能得到圆柱状的拉法只能得到圆柱状的晶体。晶体。模具的选择原则：模具的选择原则：11熔点高于晶体的熔点；熔点高于晶体的熔点；能被熔体润湿；与熔体相互能被熔体润湿；与熔体相互之间不发生化学反应。之间不发生化学反应。22模具的形状、尺寸精模具的形状、尺寸精确，边缘平滑、顶部表面的确，边缘平滑、顶部表面的光洁度好（达到镜面的水光洁度好（达到镜面的水平）。平）。33加工好的模具使用前加工好的模具使用前应在高温下进行退火处理，应在高温下进行退火处理，这样不易产生气孔。这样不易产生气孔。不同形状的导模五、导模法生长宝石晶体实例（合成金五、导模法生长宝石晶体实例（合成金绿宝石）绿宝石）11原料配制原料配制：...