[发明专利]焰熔法快速生长刚玉系蓝宝石晶体材料的工艺及设备

权利要求书

1.焰熔法快速生长刚玉系蓝宝石晶体材料的工艺，其特征在于包括如下步骤：

(1)将预先做好的籽晶固定在升降台上，并扶正；

(2)打开氢气源，在燃烧室中用明火点燃；

(3)打开氧气源，并将流量调整到8m³/小时；

(4)检查火焰位置，调正火焰形状至稳定；

(5)将做好的升降台送入炉体中，并调正籽晶到火焰中心，籽晶在观察口2/3处；

(6)熔种：调正氢气流量为：25m/小时，加大氧气流量，直至晶种上部熔为球形；

(7)落料：调正落料数量4g/分；

(8)开启升降装置，使晶体的熔融部分降到温度较低的区域而结晶，初试阶段的下降速度为65mm/小时；

(9) 晶体的扩大生长：加大气体流量，氢气流量固定在32m³/小时，氧气流量在10分钟内由8m³/小时逐渐的平稳的上调至12.5 m³/小时，并固定在这个流量至生长结束；

（10）晶体的等径生长：氢气流量固定在32m³/小时，氧气流量固定在12.5m³/小时，并使氢气和氧气的波动U型压力计显示为0.15mm；

（11）调整落料数量至6g-8g/分钟；

（12）调整下降机构至100-130mm/小时，此时，晶体在高温炉中即快速的长大起来。

2.按照权利要求1所述的焰熔法快速生长刚玉系蓝宝石晶体材料的设备，其特征在于：包括供料装置、混料器、燃烧器、炉体和升降装置，供料装置连接混料器，混料器连接燃烧器；炉体为长方体形，在炉体的上方开设燃烧器插口，在炉体的下方开设升降台开口；燃烧器插入炉体上方的燃烧器插口中，升降台插入炉体上方的升降台开口中； 还包括供气装置，供气装置包括氢气供气管和氧气供气管，氢气供气管连接混料器，氧气供气管连接燃烧器。

3.按照权利要求2所述的焰熔法快速生长刚玉系蓝宝石晶体材料的设备，其特征在于：供料装置包括料斗，在料斗外部设置安装架，在料斗上设置进料口和出料口，在料斗内设置研磨装置和搅混装置；在料斗的外壁设置凸缘，凸缘通过弹簧安装在安装架上；在料斗的出料口处设置过滤装置；振动下料装置包括振动电机和旋转凸轮，旋转凸轮的数量为一个以上，旋转凸轮由振动电机带动旋转并敲击凸缘振动料斗。

4.按照权利要求3所述的焰熔法快速生长刚玉系蓝宝石晶体材料的设备，其特征在于：在料斗的进料口上设置料斗盖，料斗盖包括内盖和外圈，内盖和外圈之间通过径向接触轴承连接固定在一起，外圈通过螺纹连接安装在料斗上；研磨装置包括旋转电机，旋转电机固定在安装架上，在料斗内的出料口上方设置研磨钻头，旋转电机的电机轴穿过料斗盖的内盖连接研磨钻头，并能带动内盖和研磨钻头旋转；料斗内的出料口内壁上设置研磨凸纹；搅混装置包括下压气缸、平面推力轴承和搅混钢丝，下压气缸的伸缩杆向下连接平面推力轴承的紧环，轴承的松环连接搅混钢丝的上端；搅混钢丝的下端穿过内盖，固定在研磨钻头的上端面上；下压气缸的伸缩杆能带动平面推力轴承上升或下降，令搅混钢丝在料斗内伸直或弯曲；还包括导丝板，导丝板在料斗内，并固定在旋转电机的电机轴上，在导丝板上开设导丝孔，搅混钢丝穿过内盖后，穿过导丝孔固定在研磨钻头的上端面上。

5.按照权利要求4所述的焰熔法快速生长刚玉系蓝宝石晶体材料的设备，其特征在于：燃烧器包括呈中空筒状的燃烧器外套，燃烧器外套的上部中间位置设置氧气进气喷嘴，氧气进气喷嘴的四周设置氢气进气口，在氢气进气口和氧气进气喷嘴的下方筒体内设置燃烧室，燃烧室的下部设置出焰收口。

6.按照权利要求5所述的焰熔法快速生长刚玉系蓝宝石晶体材料的设备，其特征在于：氢气供气管包括氢气总管和氢气分管，一个氢气总管连接若干个氢气分管；氧气供气管包括氧气总管和氧气分管，一个氧气总管连接若干个氧气分管；氢气总管和氧气总管通过总气阀控制开关，在氢气总管和氧气总管上分别设置氢气总管气压表和氧气总管气压表；在氢气分管和氧气分管上分别设置氢气分管气压表和氧气分管气压表；每个氢气分管一端连接氢气总管，另一端连接混料器，混料器上端连接供料装置，混料器下端连接燃烧器；每个氧气分管一端连接氧气总管，另一端连接燃烧器；在每个氢气分管和氧气分管上均设置流量调节器。