[发明专利]一种改进的大尺寸人造蓝宝石生产工艺

说明书

本发明涉及人造蓝宝石制备技术领域，具体涉及一种改进的大尺寸人造蓝宝石生产工艺，主要包括步骤为：(1)炉体清洗预热；(2)原料填充；(3)籽晶安装；(4)抽真空；(5)炉体加热；(6)下籽晶；(7)缩颈生长；(8)等径生长；(9)退火；(10)冷却，本发明通过加入氮气循环辅助温度调节的方式，在蓝宝石晶体生长技术方面比较新颖，相比于传统的人造蓝宝石晶体制备工艺，本发明的技术方案更利于大尺寸蓝宝石晶体的生长，而且生长效率更高，工艺控制也比较容易实现。

技术领域

本发明涉及人造蓝宝石制备技术领域，具体涉及一种改进的大尺寸人造蓝宝石生产工艺。

背景技术

蓝宝石英文名称为Sapphire，源于拉丁文Spphins，意思是蓝色；属于刚玉族矿物，三方晶系。宝石界将红宝石之外的各色宝石级刚玉都称为蓝宝石。蓝宝石与红宝石，祖母绿金水菩提碧玺，坦桑石等都属于有色宝石属。

刚玉中因含有铁(Fe)和钛(Ti)等微量元素，而呈现蓝、天蓝、淡蓝等颜色，其中以鲜艳的天蓝色者为最好。蓝宝石的矿物名称为刚玉，属刚玉族矿物。实际上自然界中的宝石级刚玉除红色的称红宝石外，其余各种颜色如蓝色、淡蓝色、绿色、黄色、灰色、无色等，均称为蓝宝石。蓝宝石的化学成分(Al₂O₃),主要以Fe、Ti、致色。

蓝宝石的成分为氧化铝，因含微量元素钛(Ti⁴⁺)或铁(Fe²⁺)而呈蓝色。属三方晶系。晶体形态常呈筒状、短柱状、板状等，几何体多为粒状或致密块状。透明至半透明，玻璃光泽。折光率1.76～1.77，双折射率0.008，二色性强。非均质体。有时具有特殊的光学效应-星光效应。硬度为9，密度3.95～4.1克/立方厘米。在弧面型切磨，内部富含与底面平行并定向排列的三组包体时，可以产生美丽的六射星光时，被称为“星光蓝宝石”。

现有人工蓝宝石的生产制备技术主要有提拉法、导模法以及泡沫生长法等。而现有的这些蓝宝石生长方法或工艺，主要针对中小尺寸的蓝宝石晶体生长制备，对于大尺寸的蓝宝石生长，现有技术实现比较困难；目前在大尺寸蓝宝石生长方面，通常采用冷心放肩工艺，冷心放肩工艺采用的温度控制手段主要依靠炉温控制实现，在大尺寸蓝宝石晶体制备方面，其制备效率低，单纯的炉温控制制备大尺寸蓝宝石的质量缺陷也较多，工艺控制也比较困难。

因此，基于上述，发明人经过仔细研究，提出一种适用于大尺寸人造蓝宝石制备的大尺寸人造蓝宝石生产工艺，通过蓝宝石制备工艺的创造性改进，提高大尺寸蓝宝石的生产效率，提高晶体制备质量，以解决现有技术存在的蓝宝石制备工艺不适用于大尺寸晶体生长、工艺控制比较困难、制备效率较低的不足和缺陷。

发明内容

本发明的目的就在于：针对目前存在的上述问题，提出一种适用于大尺寸人造蓝宝石制备的大尺寸人造蓝宝石生产工艺，通过蓝宝石制备工艺的创造性改进，提高大尺寸蓝宝石的生产效率，提高晶体制备质量，以解决现有技术存在的蓝宝石制备工艺不适用于大尺寸晶体生长、工艺控制比较困难、制备效率较低的不足和缺陷。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种改进的大尺寸人造蓝宝石生产工艺，包括如下步骤：

(1)炉体清洗预热：在晶体生长之前，首先检查炉体内部是否存在异物或杂物，对炉体内部进行清洗除杂，并打开炉体电源进行500℃预热2-3小时，将炉体内部存在的易燃杂质清除干净，避免炉体内部受到污染，影响生长晶体的质量，提高生长晶体的纯度；然后将炉体温度降至20℃-30℃，方便放置坩埚；