高純?nèi)趸X產(chǎn)業(yè)鏈情況簡介

1、實用標(biāo)準(zhǔn)文案大全、三氧化二鋁主要用途 、產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)四、 主流制備方法五、 主要生產(chǎn)企業(yè)情況二游藍(lán)寶石生產(chǎn)的工藝七、 主要藍(lán)寶石生產(chǎn)企業(yè)八、 結(jié)論目錄八、實用標(biāo)準(zhǔn)文案大全高純?nèi)趸X產(chǎn)業(yè)鏈情況簡介一、三氧化二鋁基本信息(三) 按照粒徑尺寸不同可以分為1、 普通氧化鋁，粒徑尺寸大于100 nm。2、納米氧化鋁，粒徑 100 nm 以下，基本要求是 30nmt(四) 按照物理尺寸和其他一些物理指標(biāo)1、餅料2、粉料3、晶塊料4、球形顆粒料二、主要用途透明陶瓷：高壓鈉燈燈管、 化妝品填料。單晶、紅寶石、藍(lán)寶石、白寶石、釔鋁石榴石。高強(qiáng)度氧化鋁陶瓷、C 基板、封裝材料、刀具、高純坩堝、繞線軸、轟擊靶爐管

2、。精密拋光材料、玻璃制品、金屬制品、半導(dǎo)體材料、塑料、磁帶、打磨帶。涂料、橡膠、塑料耐磨增強(qiáng)材料、高級耐水材料。氣相沉積材料、熒光材料、特種玻璃、復(fù)合材料和樹脂材料。催化劑、催化載體、分析試劑。分子式：AL2O3 分子量：102 熔點：2050C比重：AL2O32 5-3。2g/cm3 特點：高純度、超細(xì)、粒度分布均勻，白色無味粉末，純度為 一般可以按以下四種分類方式區(qū)分：(一) 按晶型分類氧化鋁是白色晶狀粉末，已經(jīng)證實氧化鋁有a、3、Y、S、晶體。不同的制備方法及工藝條件可獲得不同結(jié)構(gòu)的納米氧化鋁：99。99%上的稱為高純n、0、K和X等一種X、B、n和丫型氧化鋁，-A12O3，其比3-A1

3、2O3、丫 -A12O3其特點是多孔性，高分散、高活性，屬活性氧化鋁；K、5、0 型氧化鋁；a表面低，具有耐高溫的惰性，但不屬于活性氧化鋁，幾乎沒有催化活性； 的比表面較大，孔隙率高、耐熱性強(qiáng)，成型性好，具有較強(qiáng)的表面酸性和一定的表面堿性, 被廣泛應(yīng)用作催化劑和催化劑載體等新的綠色化學(xué)材料。(二) 按純度分可以分為1、普通型，99。99%以下4N-4N5,4N5-5N,2、3、99。99。99%-99。995%995%-99。999%根據(jù)氧化鋁純度和粒徑的不同，使用場合也不同，概括如下：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)EP-ROM 窗 口。實用標(biāo)準(zhǔn)文案大全宇航飛機(jī)機(jī)翼前緣

4、。一般 4N5 以上高純氧化鋁系列主要用于 LED 人造藍(lán)寶石晶體，高級陶瓷，PDP 熒光粉及 一些高性能材料。作為藍(lán)寶石晶體原料， 根據(jù)不同的要求可提供粉體， 顆粒，塊狀或者柱狀 等類型。4N 高純氧化鋁系列主要用于高壓鈉燈，新型發(fā)光材料，特殊陶瓷，高級涂層，三基色，催化劑及一些高性能材料。根據(jù)不同的要求可提供粉體，顆粒等類型。實用標(biāo)準(zhǔn)文案大全三、產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)藍(lán)寶石晶體材料產(chǎn)業(yè)鏈高純氧化鋁原料單晶爐設(shè)備和熱場耗材掏、切、磨、拋設(shè)備和輔料、檢測分析設(shè)備 _I圖形化設(shè)備和輔料生產(chǎn)藍(lán)寶石晶體主要消耗的原料為5N 高純氧化鋁粉體，塊體。目前國內(nèi)生產(chǎn)高純氧化鋁的主流技術(shù)有三種：多重結(jié)晶法、醇鹽水解法、直

5、接水解法。1，多重結(jié)晶法具體又分為硫酸鋁銨熱解法和碳酸鋁銨熱解法。目前國內(nèi)山東，上海，貴州 等地的廠家，多數(shù)采取這種方法。它的缺點就是金屬鐵、鎳、鈦、鋯等離子以及鹵素元 素難以去除，純度最多可以達(dá)到4N,基本已經(jīng)極限了，實際是 3 個 9;從純度上說，它的缺陷挺大，一般只能用在焰熔法寶石上，要直接拿來做大尺寸藍(lán)寶石晶體原料就很難。無法滿足高端要求。2，直接水解法即為膽堿法，膽堿法是目前國內(nèi)規(guī)模最大的4N 級氧化鋁生產(chǎn)方法。目前河北，廣州有廠家用的是這種方法。只能做工業(yè)寶石和低端藍(lán)寶石。這種工藝的主要缺陷在于無法再次提純，原料是什么級別，做出來的氧化鋁，就是什么 級別，不可能超越原料水平。而且在

6、水解過程中，為了增加反應(yīng)接觸面積，需要把鋁材加工成片料或者粉料，這個過程中容易帶進(jìn)Fe，Ti、Ni、Zr 等雜質(zhì)。而這兩種雜質(zhì)含量多少對藍(lán)寶石的品質(zhì)影響非常大。3，醇鋁水解法、醇鹽水解法即為異丙醇鋁法。宣城晶瑞是用的這種方法，目前日本和美國 也主要采取這種工藝生產(chǎn)高純度氧化鋁，產(chǎn)品純度高達(dá)到5 個 9,主要用于 LED 藍(lán)寶石長晶行業(yè)。這種工藝比較復(fù)雜，國內(nèi)能掌握此技術(shù)的很少。四、主流制備方法實用標(biāo)準(zhǔn)文案大全和直接水解法相比，這種工藝的主要優(yōu)點是：1）高純鋁和醇類反應(yīng)充分，不需要加工成粉末，避免加工過程中帶入Fe, Ti 等雜質(zhì)引入。實用標(biāo)準(zhǔn)文案大全2） 可以再次提純，反應(yīng)得到的異丙醇鋁可以在

7、230-250 度下 8 級塔板精餾，以氣態(tài)的形式 收集高純異丙醇鋁，鐵、鈦、鎳、鋯、鉛、鎂等金屬雜質(zhì)不會氣化，留在釜底。冷凝下來的高純異丙醇鋁還可以再次用陶瓷膜分離，游離金屬雜質(zhì)鉀，鈉，鋅等都被除去。3）粉體在凈化室內(nèi) 5n 氮氣氛圍下煅燒減少了污染。4）塊體采用 1000 噸預(yù)壓，再等靜壓，密度可以達(dá)到幾種方法的比較比較包括優(yōu)點缺點多重結(jié)晶法硫酸鋁銨熱解法工藝較為簡單成本相對較低金屬鐵、鎳、鈦、鋯等離子以及鹵 素元素難以去除，純度最多可以達(dá) 到 4N,生產(chǎn)周期長，有污染碳酸鋁銨熱解法無污染 工藝較為簡單金屬鐵、鎳、鈦、鋯等離子以及鹵 素元素難以去除，純度最多可以達(dá) 到 4N,生產(chǎn)周期長，醇

8、鋁（鹽）水解法即異丙醇鋁法純度咼，粒徑小工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本咼直接水解法即膽堿法反應(yīng)溫和，無污染 成本相對較低無法做出 4N 以上高純產(chǎn)品五、主要企業(yè)情況高純氧化鋁廠家1 國內(nèi)企業(yè)主要有以下幾家序號公司名曾用名產(chǎn)能1上海銥銘材料科技有限公司河北鵬達(dá)新材料科技有限公司， 直接水 解法，國內(nèi)熒光粉市場領(lǐng)域占有量達(dá)到75%以上2000噸5N, 5000噸4N?3。7。實用標(biāo)準(zhǔn)文案大全2大連海藍(lán)光電材料有限公司大連瑞爾精細(xì)陶瓷有限公司，醇鹽水解 法2000噸5N?3宣城晶瑞新材料有限公司杭州萬景新材料股份有限公司，醇鋁水解法，成立于2009年12月，2012年投產(chǎn)2000噸5N,其中1000噸粉料，80

9、0噸塊料，4揚(yáng)州高能新材料有限公司醇鹽水解法150噸4N5-5N,準(zhǔn)備擴(kuò)至650噸5淄博信富盟化工有限公司可能是貿(mào)易公司150噸4N56淄博正森化工有限公司4N57淄博恒基天力工貿(mào)有限公司5N,月產(chǎn)0。9噸8淄博鑫美宇氧化鋁有限公司4N5N240噸9淄博尊宸晶體材料銷售有限公司4N810淄博百大化工有限公司4N11山東大盛光電科技有限公司在煙臺100噸5N12山東晶鑫晶體科技有限公司由山東三豐集團(tuán)股份有限公司出資建設(shè)（股權(quán)代碼:100021，股權(quán)簡稱：三豐 股份），三萬噸晶體1000噸4N813愛麗化工有限公司5N14鴻福晶體科技（安徽）有限公司自己拉晶，180臺拉晶機(jī)5N15北京華創(chuàng)銳新經(jīng)貿(mào)

10、有限公司5N16河南省聯(lián)合磨料磨具4N517營口興泰光電材料有限公司鋁醇鹽水解法150噸4N818上海鈺晶科技有限公司不能確定是否自己生產(chǎn)4N19元瀚科技（TW5N20捷斯奧企業(yè)有限公司（TW4N721深圳晶材化工有限公司5N22徐州捷創(chuàng)新材料科技有限公司（宏武納米）4N23重慶任丙科技有限公司2012年6月投產(chǎn)4N8投資5000萬，2012下半年3000萬銷售24北京冠金利新材料科技有限公司4N25無錫拓博達(dá)鈦白制品有限公司1500噸5N, 1000噸納米氧化鋁26淄博宏赫化工有限公司淄博宏豪晶體材料有限公司2011年投產(chǎn)一期2000噸5N27蘇州華澤納米材料有限公司子公司成都華澤晶體材料有

11、限公司，投 資7000萬，參加過2012年4月25日的領(lǐng)軍秀300噸5N28邯鄲曲周縣1000噸的一個公司2012年開工建設(shè)29山東科恒晶體材料科技有限公 司號稱1200噸30貴陽一晶相光電科技有限公司號稱300噸31南通泰爾特服裝有限公司不詳實用標(biāo)準(zhǔn)文案大全32北京賽萬德科技有限公司總結(jié)有將近15000多噸藍(lán)寶石級的產(chǎn)能2、國外企業(yè)主要如下序號公司名制備方法產(chǎn)能1住友化學(xué)株式會社 （JP）醇鋁法愛媛縣工廠2012。12從1600噸增加到3200噸，韓國工廠2013年3月投產(chǎn)，預(yù)計1600噸產(chǎn)能，總4800噸2OrbiteAluminaeInc。TSX:ORT獨特工藝5N6N2011年2月試驗

12、成功，2013年Q1, 1噸每天，年中3噸每天，年底5噸每天，也就是計劃年產(chǎn)能2000噸3RusgemsHighTechnologies(RUS)也做長晶設(shè)備4N74大明化學(xué)工業(yè)株式會社碳酸鋁銨熱解法5BAIKOWSKIGRO UP (USA)自己火焰法做晶體，硫酸鋁銨熱 解法制作氧化鋁30年前開始生產(chǎn)，4N,6Do ngwoo (KOR1600噸，住友子公司7日本輕金屬株式會社2011。9從300噸增加到1000噸1000噸總結(jié)估計2萬噸以內(nèi)的產(chǎn)能3、供需關(guān)系在網(wǎng)上尋找的資料可以估算出高純氧化鋁的需求。一般年產(chǎn)每萬片 2 寸藍(lán)寶石襯底需要用 500kg 高純氧化鋁材料，截至 2012 年一季

13、度末, 國內(nèi)已投產(chǎn)、在建的和剛規(guī)劃的藍(lán)寶石項目達(dá)到60 個。其中，已投產(chǎn)的藍(lán)寶石項目比例超過 35%若在建的和已規(guī)劃的藍(lán)寶石項目全部建成投產(chǎn)，國內(nèi)2 英寸藍(lán)寶石襯底年產(chǎn)能將超過 3 億片，相當(dāng)于 2010 年全球藍(lán)寶石襯底需求量的 10 倍。按照 3 億片的 數(shù)量計算，需要 30000*500kg=15000 噸高純氧化鋁，如果再算上良率和切削損耗，需求會多一些。如果國內(nèi)的氧化鋁生產(chǎn)廠家公布的數(shù)據(jù)都是真實的話，也就在15000噸左右的產(chǎn)能。實用標(biāo)準(zhǔn)文案大全六、藍(lán)寶石長晶工藝和下游生產(chǎn)廠家1 生產(chǎn)工藝主要包括焰熔法、CZ 提拉法、泡生法 KY 熱交換器長晶法 HEM 倒模法 EFG 坩堝下降法、

14、 溫度梯度法 TGT水平法 HDM 微提拉旋轉(zhuǎn)泡生法 SAPMAC(1)焰熔法熔焰法(Verneuilmethod)是熔體中生長單晶的方法，其原料的粉末在通過高溫的氫氧火焰后熔化，熔滴在下落過程中冷卻并在種晶上凝固并逐漸生長形成單晶。該方法主要特點：原材料是粉末狀的， 放置于熔焰爐內(nèi)的容器內(nèi)，容器底部有孔，粉體通過振動撒入。粉末和氧氣一起進(jìn)入一個狹窄的管道，這個狹窄管道安 裝在一個較大的管道內(nèi)，大的管道內(nèi)可以提供氧氣，狹窄管道的開口處可以產(chǎn)生高 于 2000C的火焰。當(dāng)粉末通過火焰時，就被熔成液體，滴在安裝在下面的陶制支撐 桿上，液滴在支撐桿上形成錐形燒結(jié)體，末端與火焰很近，保持熔融狀態(tài)。這種

15、 技術(shù)是最早產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)人造紅寶石和藍(lán)寶石的有效技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于制作小尺寸 人造藍(lán)寶石部件珠寶。熔焰法生長的寶石晶體尺寸較小，具有大量的鑲嵌結(jié)構(gòu)，質(zhì)量欠佳。熔焰法中 成核原理、晶體生長率和尺寸控制原理被應(yīng)用于各種晶體生長的方法里，比如泡生 法、提拉法等，可以說是晶體生長技術(shù)的基礎(chǔ)。熔焰法示意圖1 nlij(2)CZ 提拉法提拉法(Czochralskimethod) 由 Czochralski 于 1918 年發(fā)明，是利用籽晶從熔體 中提拉生長出晶體的方法。將預(yù)先合成好的多晶原料裝在坩鍋中，并加熱到原料的 熔點以上使原料熔化成熔體，在坩鍋上方有一根可以放置和升降的提拉桿，桿的下 端帶有夾頭，其

16、上裝有籽晶。降低提拉桿，使籽晶插入熔體中，只要溫度合適，籽 晶既不熔掉也不長大，然后慢慢向上提拉和轉(zhuǎn)動晶桿。同時緩慢地降低加熱功率， 籽晶就逐漸長粗，小心地調(diào)節(jié)加熱功率，就能得到所需直徑的晶體。用此方法已經(jīng) 成功長出了半導(dǎo)體、氧化物和其他絕緣類的大晶體。合理的溫度場、提拉速度和晶 體轉(zhuǎn)速是本方法的關(guān)鍵。該方法主要特點：籽晶被固定在桿上，浸入AI2O3 熔體里，籽晶桿邊向上拉邊旋轉(zhuǎn)。通過精確控制溫度梯度、提拉和旋轉(zhuǎn)的速度，就有可能從熔體中提拉出大 尺寸單晶圓柱形錠。通過選擇合適的籽晶，就有可能生長出各種方向的晶體(A、M(實用標(biāo)準(zhǔn)文案大全C R)。用這種方法可以獲得直徑6 英寸的藍(lán)寶石晶體。提拉

17、法與泡生法晶體的生長過程大體一致，不同之處是泡生法在等徑生長時不 再使用提拉技術(shù)， 而結(jié)晶動力是外部溫度場不斷降低溫度形成的； 泡生法可生長出 直徑 100mr 以上的晶體，而提拉法晶體較小； 泡生法擁有適合藍(lán)寶石晶體生長的最佳 溫度梯度，可獲得高質(zhì)量大尺寸晶體，缺陷密度也較低。目前提拉法仍然是生長藍(lán)寶石最普遍的方法，使用直徑150mr 的坩鍋一般可得到110mr 的藍(lán)寶石晶體。 世界五百強(qiáng)法國 SaintGobain、英國 JohnsonMattey 以及加 拿大Honeywell 等公司現(xiàn)在仍用提拉法生長棒狀藍(lán)寶石晶體，主要以生長2 英寸晶體為主，滿足半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中襯底材料的需要。提拉法示意

18、圖(3)泡生法 KY泡生法(Kyropoulos)由 Kyropoulos 于 1926 年首先提出并用于晶體的生長。其生 長設(shè)備是在提拉設(shè)備基礎(chǔ)上改造而來的。該方法用于大尺寸鹵族晶體、氫氧化物和 碳酸鹽等晶體的制備與研究。20 世紀(jì) 6070 年代，經(jīng)前蘇聯(lián)的 Musatov 改進(jìn)，將此方法應(yīng)用于藍(lán)寶石單晶的制備。該方法生長的單晶，外型通常為梨形，晶體可以生長 到比坩鍋內(nèi)徑小 1030mm 勺尺寸。泡生法適合于生長同成分熔化的化合物或用于生 長含某種組分的晶體。該方法將一根受冷的籽晶與熔體接觸，如果界面的溫度低于凝固點，則籽晶開 始生長。為了使晶體不斷長大，就需要逐漸降低熔體的溫度，同時下放

19、并旋轉(zhuǎn)晶體 以便改善熔體的溫度分布，也可以緩慢地或分階段地上提晶體，以擴(kuò)大散熱面。該 方法的主要特點：在整個晶體生長過程中，晶體不被提出坩堝，不與坩鍋接觸，仍處于熱區(qū)。這樣就可以精確控制它的冷卻速度，減小熱應(yīng)力和坩堝的污染，從而將 位錯密度降低到最低。晶體生長時，固液界面處于熔體包圍之中。這樣熔體表面 的溫度擾動和機(jī)械擾動在到達(dá)固液界面以前可被熔體減小以致消除。選用軟水作 為熱交換器內(nèi)的工作流體。晶體生長過程中存在晶體的移動和轉(zhuǎn)動，容易受到機(jī)實用標(biāo)準(zhǔn)文案大全械振動影響，通常表現(xiàn)出較小的殘余應(yīng)力和缺陷密度。特有的生長速度是 0.15kg/h。整個過程可以自動化控制。泡生法常用來生產(chǎn)大尺寸的梨形人

20、造藍(lán)寶石，直徑 可達(dá) 70200mm 高度可達(dá) 250mm泡生法主要在俄羅斯得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展，直徑為 50, 100mn 和 150mn 的光學(xué)級藍(lán)寶石晶棒已實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。 斯的 SIVavilov 國家光學(xué)研究所報道采用泡生法合成 新西伯利亞無機(jī)化學(xué)研究所采用泡生法已研究制備出 但還未實現(xiàn)大量生產(chǎn)。泡生法示意圖片片4 4軸軸 生氏生氏晶儺晶儺鈿甜圳鈿甜圳二二”uquq熔體熔體(4)熱交換法 HEM熱交換法(Heatexchangermethod)制備大尺寸藍(lán)寶石晶體是 FredSchmid 和 Dennis 在 1967俄羅斯的 ATLAS 公司利用該方法對1993 年，俄羅300m

21、 啲藍(lán)寶石晶體，近年來400mm 少缺陷的藍(lán)寶石晶體,斷碼趾拉需斷碼趾拉需- -微米微米awaw訃訃圳謂文架圳謂文架； ! 實用標(biāo)準(zhǔn)文案大全年發(fā)明的。世界最大的藍(lán)寶石晶體就是采用熱交換法制備的，直徑達(dá) 到 381mm 熱交換法系統(tǒng)保溫效果好， 能獨立控制熔體和晶體的溫度梯度，可控性好，較易生長出位錯低、尺寸大的藍(lán)寶石晶體。熱交換法具有別種方法所不具有的特點：熱量的輸入和輸出獨立控制；梨型晶體長大后可原位退火。該方法主要特點：和泡生法類似，熱交換法可以在結(jié)晶過程中控制固液溫度梯 度，生長出梨形人造寶石。采用氦氣冷卻的方法進(jìn)行熱交換。熱量供給主要通 過熔爐溫度，氦氣通過熱交換器冷卻。這種方式可以獲

22、得大尺寸、高質(zhì)量(低缺陷、 小殘余應(yīng)力)的晶體?？梢援a(chǎn)生穩(wěn)定的溫度梯度?？梢酝ㄟ^減少氦氣流量，使晶體在恒溫退火狀態(tài)下快速生長。在生長的大部分過程中，固-液界面都是在液體的保護(hù)下，減少了機(jī)械和熱擾動，而其它工藝比如提拉法是在晶體生長過程中通過晶 體的轉(zhuǎn)動、坩堝反身旋轉(zhuǎn)來減少機(jī)械和熱擾動的。熱交換法的主要缺點是采用氦氣 作冷卻氣體，代價昂貴，不能生長C 軸方向的晶體；對設(shè)備要求高，工藝復(fù)雜，運(yùn)行成本咼。熱交換法示意圖實用標(biāo)準(zhǔn)文案大全(5)倒模法 EFG導(dǎo)模法(Edge-definedfilm-fedgrowthmethod)又稱邊緣薄膜供料法，主要用于生長特定形狀的晶體，實際上是提拉法的一種變形。

23、可以獲得無生長條紋的光學(xué)均 勻性較好的晶體。該方法主要特點：能直接從熔體中生長出片、絲、管、棒、板等晶體，而且晶 體生長速度快，尺寸可精確控制，大大簡化了晶體加工程序，節(jié)省了材料、時間和 能源。采用提拉法單晶爐，將特制模具放入熔體中，要求模具頂部截面與擬生長 的晶體截面形狀相同。導(dǎo)模法存在的主要問題是技術(shù)難度大，不易推廣。對模具的制備十分嚴(yán)格，生 長過程中常由于固液界面處出現(xiàn)溫度過冷，形成氣孔、晶粒間界等，很難得到大尺 寸、光學(xué)級質(zhì)量的藍(lán)寶石。倒模法示意圖I I忙籃宅盯惜狀A(yù)AAA怵I IA(6)坩堝下降法該方法的創(chuàng)始人是 P.W.Bridgman，論文發(fā)表于 1925 年。DCStockba

24、rger 曾對律旳錨一如;不fcpr /WfiiiA 呈噸空星實用標(biāo)準(zhǔn)文案大全這種方法的發(fā)展作出了重要的推動， 因此這種方法也可以叫做布里奇曼一斯托克巴 杰方法,簡稱 B-S 方法。該方法的特點是使熔體在坩堝中冷卻而凝固。坩堝可以垂直放置，也可以水平 放置（使用“舟”形坩堝），如下圖所示。生長時，將原料放入具有特殊形狀的坩堝 里，加熱使之熔化。通過下降裝置使坩堝在具有一定溫度梯度的結(jié)晶爐內(nèi)緩緩下降， 經(jīng)過溫度梯度最大的區(qū)域時，熔體便會在坩堝內(nèi)自下由上地結(jié)晶為整塊晶體。下降法一般采用自發(fā)成核生長晶體，其獲得單晶體的依據(jù)就是晶體生長中的幾 何淘汰規(guī)律，原理如下圖所示。在一根管狀容器底部有三個方位不

25、同的晶核A、BC,其生長速度因方位不同而不同。假設(shè)晶核B 的最大生長速度方向與管壁平行，晶核A和 C 則與管壁斜交。由圖中可以看到，在生長過程中，A 核和 C 核的成長空間因受到 B核的排擠而不斷縮小， 在成長一段時間以后終于完全被B 核所湮沒，最終只剩下取向良好的 B 核占據(jù)整個熔體而發(fā)展成單晶體，這一現(xiàn)象即為幾何淘汰規(guī)律優(yōu)點1） 由于可以把原料密封在坩堝里，減少了揮發(fā)造成的泄漏和污染，使晶體的成分容易控制2）操作簡單，可以生長大尺寸的晶體?？缮L的晶體品種也很多，且易實現(xiàn)程 序化生長3） 由于每一個坩堝中的熔體都可以單獨成核，這樣可以在一個結(jié)晶爐中同時放入若干個坩堝，或者在一個大坩堝里放入

26、一個多孔的柱形坩堝，每個孔都可以生長一塊晶體，而它們則共用一個圓錐底部進(jìn)行幾何淘汰，這樣可以大大提高成品率和 工作效率缺點1） 不適宜生長在冷卻時體積增大的晶體2） 由于晶體在整個生長過程中直接與坩堝接觸，往往會在晶體中引入較大的內(nèi)應(yīng)力和較多的雜質(zhì)3） 在晶體生長過程中難于直接觀察，生長周期也比較長4） 若在下降法中采用籽晶法生長，如何使籽晶在高溫區(qū)既不完全熔融，又必須使它有部分熔融以進(jìn)行完全生長，是一個比較難控制的技術(shù)問題總之，B- S 法的最大優(yōu)點是能夠制造大直徑的晶體（直徑達(dá) 200mm）,其主要缺點是晶體和坩堝壁接觸容易產(chǎn)生應(yīng)力或寄生成核。坩堝下降法示意圖（7） 溫度梯度法 TGT20

27、 世紀(jì) 70 年代末，上海光機(jī)所創(chuàng)立了導(dǎo)向溫梯法 （TGT） ,1988 年獲得專利權(quán)?！皩?dǎo)爐實用標(biāo)準(zhǔn)文案大全向溫梯法”與熱交換法類似，是定向籽晶的熔體單結(jié)晶方法。TGT 法晶體生長與泡生法的本質(zhì)區(qū)別是：泡生法 AI2O3 熔體溫度梯度與重力場方向相同，TGTt 鉬坩堝中高溫熔體的溫度梯度與重力場方向相反，有效地避免了因重力場而產(chǎn)生的熱對流，而且 在整個結(jié)晶過程中，鉬坩堝、石墨發(fā)熱體和高溫熔體均處于靜止?fàn)顟B(tài)，避免了提拉 法中因籽晶或晶體的機(jī)械轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的強(qiáng)迫對流，整個晶體生長過程中，固液界面 很好保持平界面狀態(tài)，因此 TGTt 巧妙地處理了對流現(xiàn)象對晶體生長的影響。這一特點與 Crystals

28、ystem 公司的熱交換法有相似之處。該方法主要特點：晶體生長時溫度梯度與重力方向相反，并且坩堝、晶體和發(fā)熱體都不移動，避免了熱對流和機(jī)械運(yùn)動發(fā)生的熔體渦流。晶體生長后，由熔體 包圍，仍處于熱區(qū)。這樣就可以控制它的冷卻速度，減少應(yīng)力。晶體生長時，固-液界面處于熔體包圍之中。熔體表面的溫度擾動和機(jī)械擾動在到達(dá)固-液界面以前可被熔體減小以致消除，這對生長高質(zhì)量的晶體起到了重要作用。此方法生長的藍(lán)寶石晶體質(zhì)量可與熱交換法的產(chǎn)品相媲美，但晶體坯料需要分別進(jìn)行高溫氧化、還原氣氛退火處理，坯料的后續(xù)處理工藝比較復(fù)雜。導(dǎo)向溫梯法示意圖a al(8)水平法 HDM水平傳動法(HDSMmethod)由 Bagd

29、asarov 在 1975 年發(fā)明，它使用了較簡單的工藝流程， 在較低的溫度梯度下生長出大尺寸的藍(lán)寶石晶體。鉬制船形反應(yīng)器與矩形加 熱器相向運(yùn)動，這種制備方法成本較低，生長出的晶體各向異性，有非常好的光學(xué) 性能。實用標(biāo)準(zhǔn)文案大全該方法主要特點：晶體在水平船形反應(yīng)器的熔體中生長。生長速度是810mm/h,坯料尺寸 320mm 115mm 30mm水平傳動法生產(chǎn)的藍(lán)寶石晶體是平板形 的，是為了獲得較厚的窗口和元件。用這種方法生產(chǎn)的晶體可以得到180mm 150mm 25mn 的窗口材料，這種材料也是生產(chǎn)藍(lán)LED 晶片的材料。水平傳動法示意圖實用標(biāo)準(zhǔn)文案大全(9)微提拉旋轉(zhuǎn)泡生法 SAPMAC微提拉

30、旋轉(zhuǎn)泡生法(SA PMAC 又叫冷心放肩微量提拉法，是在對泡生法和提拉法 改進(jìn)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，用于生長大尺寸藍(lán)寶石晶體，主要是在烏克蘭頓涅茨公 司生產(chǎn)的 Ikal 220 型晶體生長爐的基礎(chǔ)上改進(jìn)和開發(fā)的。晶體生長系統(tǒng)主要包括控制系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱體、冷卻系統(tǒng)和熱防護(hù)系統(tǒng)等。晶體可以生長到比坩鍋內(nèi)徑小1030mr 的尺寸。籽晶被加工成劈形，利用籽晶夾固定在熱交換器底部。熱交換器可以完成籽晶的固定、晶體的轉(zhuǎn)動和提拉，以及 熱交換器、晶體和熔體之間熱量的交換作用。加熱體、冷卻系統(tǒng)和熱防護(hù)系統(tǒng)協(xié)同 作用，為晶體生長提供一個均勻、穩(wěn)定、可控的溫場。根據(jù)晶體生長所處的引晶、 放肩、等徑和退火及冷卻

31、階段的特點，通過調(diào)節(jié)熱交換器中工作流體的溫度、流量，可以精確控制晶體/熔體中溫度梯度、熱量傳輸，完成晶體生長。SAPMA 法純凈藍(lán)寶 石晶體的生長主要是依靠體系中溫度梯度所造成的局部過冷來驅(qū)動，該方法主要特點：通過冷心放肩，保證了大尺寸晶體生長，整個結(jié)晶過程晶向遺傳特性良好，晶體品質(zhì)優(yōu)良。由于只是微量提拉，減少了溫場擾動，使溫場更均勻，從而保證了 晶體生長的成品率。晶體可以一直長到距坩堝壁 13cm 的位置而不與坩堝壁接觸， 在整個生長過程中晶體不被提拉出坩堝，晶體內(nèi)溫差小，能夠有效的減小殘余應(yīng)力，防止晶體開裂，降低位錯密度，晶體質(zhì)量好。選用水作為熱交換器內(nèi)的工作流體， 晶體可以實現(xiàn)原位退火，

32、較其它方法能夠縮短試驗周期、降低成本。微提拉旋轉(zhuǎn)泡生法示意圖4、熱交換器頂部；5、坩鍋；6、晶體;toto 熱熱C C件件4 4水胡侔曲皆冊加水胡侔曲皆冊加釧制船冊反釧制船冊反h h；儁儁2 2J J4 41、冷凝水桿；2、加熱器；3、籽晶夾;0 0=IO=IO5 5f fl l一:SLlii.實用標(biāo)準(zhǔn)文案大全七、主要的國內(nèi)外廠家（1） 國外、臺灣地區(qū)公司名稱公司名稱所在地所在地i i 寶石核寶石核晶方法晶方法晶棒20102010年年 底底產(chǎn)能產(chǎn)能kiuiu/Zlkiuiu/Zl2020丄丄丄年底丄年底預(yù)計產(chǎn)能預(yù)計產(chǎn)能kmm/fjkmm/fj公司官方網(wǎng)站公司官方網(wǎng)站STCSTC76076013

33、001300liTtp:/www.liTtp:/www. apphirapphir RubktirhRubktirh美泡生法60060010101010httphttp ：/ rubicon-es2,cQmrubicon-es2,cQmMonoMono rvrv t*lt*l泡生法54054010001000httphttp: :/www./www. monomono crystalscrystals omom超峰臺灣氾生法230230600600htthtt p p: : /VifVfTM-VifVfTM-flfl cmcm a a *ffl*ffl rrirritete .tuvC C點瓷

34、）日本導(dǎo)撲法300300470470httphttp：/www.kyOccrQ,com/www.kyOccrQ,comrjamiklrjamikl(井木)日本導(dǎo)模法220220360360htcp;/7htcp;/7www.namlki.neVwww.namlki.neV7、固/液界面；8、熔體；9、支撐桿；10、熱屏蔽系統(tǒng) 理論上按照技術(shù)代別，可以如下所示技術(shù)分類3nkg3nkg KVKV（泡生法（泡生法i0kg-85kg-Ki0kg-85kg-K120kg120kg KYKY第HI代KYKY n n 功化、BiBi klkl 刃WIWI（多土甘禍 卜降法 f f 多片導(dǎo)模法、可持統(tǒng)加料了主

35、流技術(shù)路線的比較按照 2010 數(shù)據(jù)國際上國際上= =藍(lán)寶石產(chǎn)業(yè)化技術(shù)現(xiàn)狀藍(lán)寶石產(chǎn)業(yè)化技術(shù)現(xiàn)狀提拉法CZCZ熱交換法HEMHEM導(dǎo)模法EFGEFG泡生法KYKY自動控制晶體直徑丈生長速度快*成本 低晶體尺寸大*成本 低（溫度梯度小）成本高.晶體質(zhì)量 低（溫度梯度大）晶體短、成本高、 工藝要求高丸尺寸晶向調(diào)整困人工|制、工藝要 求高（成*車低）加拿大 HoneywellHoneywell美國 CSI(GT-Solar)CSI(GT-Solar)昊國 ARCARC EnergyEnergy 日本NamikiNamiki 日本 KyoceraKyocera俄羅辯 MionocrystalMionocrystal昊國 iRubkoniRubkon 臺灣越峰實用標(biāo)準(zhǔn)文案大全AstekAstek韓圉泡生法1 1弭290290http:http: / u/wvj.au/wvj.a steste k k plumtD.krfplumtD.krf實用標(biāo)準(zhǔn)文案大全(2) 大陸公司名稱藍(lán)寶石長晶方法特點云南藍(lán)晶坩堝下降法自己做爐子哈爾濱奧瑞德KY 法自己做爐子江蘇協(xié)鑫光電KY 法濟(jì)寧聯(lián)電重慶四聯(lián)CZ 法 KY 法收了 honeywell 加拿大