蓝宝石长晶
目前LED用蓝宝石长晶方法主要包括提拉法
目前LED用蓝宝石长晶方法主要包括提拉法、热交换法、泡生法、垂直水平梯度结晶法(VHGF)和先进热控法。
国内的天通股份、东晶电子、三安光电均采用泡生法生产蓝宝石衬底，但在尺寸和厚度变大时，使用这种方法的生产良率会明显降低，因而不适合生产苹果手机Home键乃至将来潜在的蓝宝石盖板玻璃，只适合生产LED外延用的蓝宝石衬底，东芝与普瑞光电合作的硅基板LED芯片预计将于今年10月量产，由于硅基板成本较低且容易获得大尺寸，一旦硅基板LED良率和性能达到与蓝宝石基板LED相媲美的程度，蓝宝石基板将面临更为严峻的挑战。
在国内两岸三地各大LED巨头火力血拼的沃土上，存在着三个不得不让人提起的男人——三安光电董事长林秀成、德豪润达董事长王冬雷、晶元光电董事长李秉杰璨圆光电芯片光电收购广镓、隆达合并威力盟、三安光电入股璨圆等案市场需求不够强劲，加上LED供过于求的情况尚未解决，继今年一连串的整并与入股事件后，2013年LED磊晶制造商预计将再掀起一波整并潮，以扩大营运规模。
佘庆威分析，今年芯片光电收购广镓、隆达合并威力盟、三安光电入股璨圆等案例晶电、亿光、璨圆、西安中为光电科技公司4条紫外LED芯西安中为光电科技有限公司总经理杨建科陕西光电科技有限公司副总经理于浩内蒙古晶环电子材料有限公司内蒙古晶环由浙江晶盛机电股份有限公司和天津中环半导体股份有限公司重庆最大的集生产和研发为一体的LED基地重庆超硅LED芯片项目将正式在两江新区水土高新产业园竣工投产。
该项目于2010年10月正式签约，2011年4月正式开工建设。
投产后，每个月LED芯片产量将在30万片左右，最终将形成月产60万片左右的规模。
上海超硅半导体有限公司是目前国内唯一拥有8英寸硅片抛光生产线和大尺寸蓝宝石长晶技术工艺生产线的企业，产品包括半导体硅材料、LED用蓝宝石材料、复合德豪润达公告，全资子公司大连德豪光电近日收到大连金洲新区财政局600万元人民币政府补贴，用于大连德豪光电LED芯片产业化专案建设。
2024年蓝宝石长晶市场分析现状
2024年蓝宝石长晶市场分析现状引言蓝宝石长晶作为一种宝石原材料，在市场中扮演着重要的角色。
本文将对蓝宝石长晶市场的现状进行深入分析，包括市场规模、供需情况、价格趋势等方面的内容。
市场规模蓝宝石长晶市场规模的增长主要受到多个因素的影响。
首先，随着人们对奢侈品和珠宝的需求不断增长，蓝宝石长晶作为一种稀有而珍贵的宝石，受到了广大消费者的追捧。
其次，蓝宝石长晶在科技领域也有广泛应用，如智能手机、光学仪器等，这进一步促进了市场的发展。
据统计，近年来，蓝宝石长晶市场规模年均增长率约为10%。
供需情况蓝宝石长晶市场的供需情况相对较为平衡。
供应方面，蓝宝石长晶主要产自几个国家，包括缅甸、斯里兰卡等地。
这些国家拥有丰富的蓝宝石资源，并通过采矿和加工工艺来满足市场需求。
而需求方面，蓝宝石长晶被广泛应用于珠宝、手表、光学器械等多个领域，使得市场需求相对稳定。
总体而言，蓝宝石长晶市场供需相对平衡，供应能够满足市场需求。
价格趋势蓝宝石长晶的价格受到多个因素的影响。
首先，蓝宝石长晶的稀有性决定了其价格的高昂，由于供应相对有限，市场上的交易价格较高。
其次，市场需求的波动也会影响蓝宝石长晶的价格。
在经济增长较快的时期，需求上升，价格也会相应上涨；而在经济不景气时期，需求下降，价格也会受到影响。
最后，政策和法律的变化也可能对蓝宝石长晶的价格产生影响。
总体而言，蓝宝石长晶的价格呈现出稳定增长的趋势。
市场竞争蓝宝石长晶市场竞争主要体现在供应商之间。
由于市场规模相对较小，供应商之间存在激烈竞争。
供应商通过提高产品质量、提供增值服务等方式来争夺市场份额。
同时，市场上还存在着一些较大的供应商，他们凭借其品牌优势和规模效应，能够在市场中占据较大份额。
总之，蓝宝石长晶市场竞争激烈，供应商需要不断提升竞争能力，以获得更多市场份额。
未来发展趋势蓝宝石长晶市场在未来将继续保持稳定增长的趋势。
首先，由于人们对奢侈品和珠宝的需求持续增加，市场需求将稳步增长。
蓝宝石晶体生长技术
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Al2O3分子结 构
蓝宝石晶体结构图 （其中黑点为氧离子，白点为铝离子）
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基本性质
蓝宝石单晶是一种简单配位型氧化物晶体，呈各向异性，属六方 晶系，晶格参数a=b=0.4758nm，c=1.299 1 nm，α=β=90°， γ=120°。
蓝宝石单晶的透光范围为0.14-6.0μm，覆盖真空紫外、可见、 近红外到中红外波段，且在3-5μm波段具有很高的光学透过率；具 有高硬度(仅次于金刚石)、高强度、高热导率、高抗热冲击品质因 子的力学及热学性能；具有耐雨水、沙尘、盐雾等腐蚀的稳定化学 性能；具有高表面平滑度、高电阻率及高介电性能。
Ti:Al2O3激光器还应用于非线性物理、太赫兹产生、时间分辨光谱 学、频标计量学、多光子显微镜及生物医学成像等基础研究方面。
Ti:Al2O3激光器在军事与工程方面也应用广泛。如激光测距、光电 干扰、红外对抗、致盲武器等军事领域，以及激光通信、海洋探测、 大气环境监测、激光手术及微加工等诸多领域。
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（1）高温超导薄膜的衬底，如Tl系薄膜TlBa2Ca2Cu3Oy、 Tl2Ba2CaCu2O8；
（2）红外光学材料的衬底，如近红外材料的碲镉汞晶体(HgCdTe)， Ⅲ-Ⅴ族化合物的砷化镓(GaAs)、磷化镓(GaP)、氮化镓(GaN)，Ⅱ-Ⅵ 族化合物的硫化锌(ZnS)、硒化锌(ZnSe)、碲化镉(CdTe)、氧化锌 (ZnO)、SiO2及金刚石等；
这些优良的光学、力学、热学、化学及电学性能决定了它在军事 及民用领域中的重要地位和作用。
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（1）化学稳定性：蓝宝石具有高度的化学稳定性，在绝大多数 化学反应过程中不会被腐蚀。
（2）机械特性：蓝宝石单晶因其高硬度和高强度，可以在温度 范围从超低温至1500℃高温之间的不同环境中保持高强度、耐磨耗 与高度的稳定性。同时是目前已知的硬度最高的氧化物晶体材料， 仅次于金刚石达莫氏9级。
LED蓝宝石长晶普及知识6
在人造蓝宝石结晶原料的准备方面的一些工艺性建议1.准备工序将炉料准备车间一个作业班次一个生产批次所需数量的生产原料从仓库提出并运至炉料准备车间。
原料从仓库提出后在运送过程中采用供货厂家的原包装。
将一个生产批次的原料分为几个工序批次。
打开第一个工序批次的包装，将其送至检验工序。
2.检验工序从仓库提出有裂缝的晶体原料、机械加工废料及有缺陷的晶体原料，用肉眼查看并用抹布蘸取酒精/汽油混合物擦去标识工具留下的标记。
如晶体表面有附着物或大的金属颗粒，可以在热冲击工序之前，用“保加利亚女人”牌角磨机（带金刚石磨片）尽量将其敲掉或磨掉。
接下来，原料进入下一道工序——热冲击工序。
3.热冲击工序开裂的晶体原料表面经清理后，将晶体放入马弗炉（加热至1000~1100度）内，在启动炉子之前可以将第一个批次的原料放入炉内。
打开炉门，用坩埚钳将晶体放入作业空间内并使之均匀分布在炉底上。
注：严禁在没有防热辐射保护的条件下空手将晶体送入炉内或从炉内取出。
在炉内的保留时间为2小时。
向铝制容器内注入蒸馏水并将容器放在马弗炉旁边。
加热结束后，打开炉门，用簸箕和火钩子将经加热的晶体从炉内取出，放入装有蒸馏水的容器内，此时晶体会开裂，变成小块。
晶体冷却后，就进入下一道工序——破碎工序。
4.破碎工序原料经热冲击工序后，将少量原料放入铝制研钵内，在研钵内用铝制杵将其捣碎。
必要时，可挑出较大的原料块再次进行热冲击处理和破碎。
5.筛选工序为了对炉料进行分类，就需要设置一道筛选工序。
经破碎工序后，用簸箕分小批次将原料放到工作台上，通过肉眼检测，按如下特征对炉料进行分类：—挑出含有可见固体杂质的颗粒；—挑出带颜色和不透明的颗粒。
挑出含有上述缺陷的原料，单独放入容器内，称重并标号。
挑选出可用于结晶的炉料用于下一道工序——化学浸蚀。
6.化学浸蚀工序为了除去晶体表面在热冲击工序中残留下来的污垢，就必须进行化学浸蚀。
在一个开启强制排风的通风柜里，在装有混合浓酸（HNO3:HCl配比为3:1）的玻璃或塑料容器内进行浸蚀，搁置时间为24小时。
蓝宝石长晶氧化铝制备方法优缺点简析
蓝宝石长晶氧化铝制备方法优缺点简析蓝宝石长晶用氧化铝晶块料的厂家屡出问题，现总结问题如下：氧化铝晶块料的纯度低：火焰法做的晶块料考虑成本等所用的氧化铝原料一般是采用焙烧硫酸铝方法所制备的，纯度一般是99.9-99.97%。
熔融块状料颗粒用的氧化铝料都属于这一类。
用氧化铝晶块料长晶的气泡多：火焰法制备长晶原料过程中，有时候焙烧温度过低时，硫酸铝按未能完全分解，氧化铝粉中含有大量的硫酸铝(火焰法行业习惯称之“欠烧粉”)。
在原料中或生成的熔融块状料颗粒氧化铝料带有微量的硫酸铝，生长晶体时硫酸铝再次分解，使晶体内残存气泡、不熔物等。
用氧化铝晶块料长晶开裂率高：原料中含有过量的Ca、Mg等杂质也会引起开裂；K含量过高时散射颗粒沿中心密集分布；以上几种杂质往往是焙烧硫酸铝法最难去除的，其他方法采用熔融块状料颗粒料生长蓝宝石晶体的也会出现以上类似问题。
硫酸铝氨法的氧化铝铁含量可达到79ppm，钾可达到800ppm。
火焰法做的晶块料纯度低，杂质多，烧出来的蓝宝石晶体颜色发黄发暗，出现形形色色的彩色。
为了掩盖问题、提高“成品率”，往往需要进行掺杂一些金属离子；在氧化性的气氛下这些离子是不显色的，在还原性气氛下这些离子开始显色。
所以生产厂家在制备氧化铝挑选原料的时候有意识的挑选一些相关离子含量高的铝土，制备的氧化铝中有些金属离子偏高。
而在坩锅下降、HEN、Cz、泡生法等等方法中，统统是还原性气氛；所以晶体会出现形形色色的彩色。
冷坩埚工艺的氧化铝由于化料时候要用的金属铝粉或片，所以金属铝内部的铁、钛、镍、铅、钠等杂质就带入进去了，纯度受金属铝的含量限制。
冷坩埚法制造并且是在敞口情况下进行的，过程时间20--30个小时，周围的空气中的灰尘、尘土就落入了，没有办法保证纯度。
冷坩埚的周围铜管直接接触氧化铝粉，铜等会进入产品。
冷坩埚法并不具备提纯效果。
因为他只是把氧化铝融成膏状，氧化铝中的铁、镍、钛、铬、铅、钠、锆、硅等并不能进行移动，所以杂质仍然保留在产品内部。
蓝宝石长晶知识
蓝宝石长晶知识蓝宝石(Sapphire)是一种氧化铝(Al2O3)的单晶，光学穿透带很宽，从近紫外光(190nm)到中红外线都具有很好的透光性。
蓝宝石晶体具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性，强度高、硬度大、耐腐蚀，可在接近2000℃高温的恶劣条件下工作，因而被广泛的应用于红外军事装置、卫星空间技术、高强度激光的窗口材料。
其独特的晶格结构、优异的力学性能、良好的热学性能使蓝宝石晶体成为实际应用的半导体GaN/Al2O3发光二极管(LED)，大规模集成电路SOI和SOS及超导纳米结构薄膜等最为理想的衬底材料。
随着近年来LED TV、LED Monitor、LED NB、LED Phone及LED照明市场的持续高速增长，强劲推动了用于制作LED基材的蓝宝石市场的需求扩张。
优点：蓝宝石衬底的生产技术成熟、器件质量较好蓝宝石的稳定性很好，能够运用在高温生长过程中蓝宝石的机械强度高，易于处理和清洗常用晶体生长方法:Czochralski Method (柴氏拉晶法，又称为提拉法)：Pull from the melt.Kyropoulos Method (凯氏长晶法，又称为泡生法): Dip and turn.温度梯度法(TGT法)EFG Method (导模法，Edge Defined Film-fed Growth): Pull through die.热交换法(Heat Exchange Method，HEM)垂直水平温度梯度冷却法(Vertical Horiaontal Gradient Freezing，VHGF): 韩国Sapphire Technology Company (STC)技术。
ES2-GSA长晶法：美国Rubicon Technology Inc.技术。
由于钨钼具有耐高温、低污染等特性，被广泛用来做蓝宝石长晶炉的热场部件，包括钨坩埚/钼坩埚、发热体、钨筒、隔热屏、支撑、底座、籽晶杆、坩埚盖等。
蓝宝石长晶技术简介
藍寶石單晶生長方法介紹藍寶石單晶的長晶方法有很多種，其中最常用的主要有九種，介紹如下：1凱氏長晶法(Kyropoulos method)簡稱 KY 法，中國大陸稱之為泡生法。
其原理與柴氏拉晶法(Czochralski method)類似，先將原料加熱至熔點後熔化形成熔湯，再以單晶之晶種(Seed Crystal，又稱籽晶棒)接觸到熔湯表面，在晶種與熔湯的固液界面上開始生長和晶種相同晶體結構的單晶，晶種以極緩慢的速度往上拉升，但在晶種往上拉晶一段時間以形成晶頸，待熔湯與晶種界面的凝固速率穩定後，晶種便不再拉升，也沒有作旋轉，僅以控制冷卻速率方式來使單晶從上方逐漸往下凝固，最後凝固成一整個單晶晶碇，凱氏長晶法是利用溫度控制來生長晶體，它與柴氏拉晶法最大的差異是只拉出晶頸，晶身部分是靠著溫度變化來生長，並在拉晶頸的同時，調整加熱電壓，使熔融的原料達到最合適的長晶溫度範圍，讓生長速度達到最理想化，因而長出品質最理想的藍寶石單晶。
國外許多生長藍寶石的廠商，也是採用此方法以生長藍寶石單晶，凱氏長晶法在生長過程中，除了晶頸需拉升外，其餘只需控制溫度的變化，就可使晶體成型，少了拉升及旋轉的干擾，比較好控制製程，因而可得到較佳的品質。
所以生長的藍寶石單晶具有以下的優點： 1.高品質(光學等級)。
2.低缺陷密度。
3.大尺寸。
4.較快的生長率。
5.高產能。
6.較佳的成本效益。
凱氏長晶法原理示意圖2柴氏拉晶法(Czochralski method)簡稱 CZ 法。
柴氏拉晶法之原理，先將原料加熱至熔點後熔化形成熔湯，再利用一單晶晶種接觸到熔湯表面，在晶種與熔湯的固液界面上因溫度差而形成過冷。
於是熔湯開始在晶種表面凝固並生長和晶種相同晶體結構的單晶。
晶種同時以極緩慢的速度往上拉升，並伴隨以一定的轉速旋轉，隨著晶種的向上拉升，熔湯逐漸凝固於晶種的液固界面上，進而形成一軸對稱的單晶晶棒。
在拉升的過程中，透過控制拉升速度的快慢的調配，分別生長晶頸(Neck)、晶冠(Shoulder)、晶身(Body)以及晶尾。
蓝宝石长晶工艺
蓝宝石长晶工艺嘿，朋友们！今天咱就来唠唠蓝宝石长晶工艺。
蓝宝石，那可是个宝贝呀！就像夜空中闪亮的星星一样耀眼。
你想想看，那些漂亮的珠宝首饰，很多都有蓝宝石的身影呢。
蓝宝石长晶工艺，就像是一场神奇的魔法之旅。
它可不是随随便便就能成功的，这里面的学问可大着呢！先来说说温度吧，这就好比做饭时火候的掌握。
温度太高了不行，蓝宝石可能就被“烤焦”啦；温度太低了也不行，它就没法好好地生长。
得找到那个恰到好处的温度点，就像找到最合适的水温来泡茶一样。
还有原料呢，这可是蓝宝石生长的基础呀！就跟咱盖房子得有好砖头一个道理。
要是原料不好，那长出来的蓝宝石能好到哪儿去呢？在这个过程中，就像呵护小婴儿一样得精心。
不能有一点马虎，不能有一点疏忽。
稍有不慎，可能这一批蓝宝石就长残啦！那多可惜呀！长晶炉就像是蓝宝石的家，得给它提供一个舒适、稳定的环境。
里面的各种条件都得调节得妥妥当当的。
你说，这是不是很像给咱自己家布置得舒舒服服的？然后呢，还得时刻关注着蓝宝石的生长情况。
这就像看着自己种的花儿一点点长大一样，期待着它绽放出最美的模样。
你说这蓝宝石长晶工艺难不难？当然难啦！但这也是它的魅力所在呀。
当你经过一番努力，终于看到那一颗颗晶莹剔透的蓝宝石时，那种成就感，简直没法形容！就好像你经过长时间的努力，终于爬上了山顶，看到了那美丽的风景。
那种喜悦，是无法用言语来表达的。
蓝宝石长晶工艺，不只是一门技术，更是一种艺术。
它需要技术人员的精湛技艺，也需要他们的细心和耐心。
朋友们，你们能想象到自己亲手参与制作出一颗完美的蓝宝石时的那种感觉吗？那肯定是特别棒的！所以呀，蓝宝石长晶工艺虽然充满挑战，但也充满了无限的可能。
让我们一起为这些神奇的蓝宝石加油吧！它们的美丽背后，可是有着无数人的努力和付出呢！这就是蓝宝石长晶工艺，一个充满神秘和魅力的领域！。
2024年蓝宝石长晶市场发展现状
2024年蓝宝石长晶市场发展现状引言蓝宝石长晶作为一种独特的宝石材料，受到了越来越多消费者的关注。
本文将分析蓝宝石长晶市场的发展现状，并探讨其前景。
市场概述蓝宝石长晶是指具有独特的蓝色晶体结构的蓝宝石，其颜色鲜艳而富有光泽。
近年来，蓝宝石长晶市场逐渐兴起，成为珠宝市场的一部分。
市场规模据市场调研数据显示，蓝宝石长晶市场在过去几年里保持了稳定增长的态势。
据预测，蓝宝石长晶市场的规模将在未来几年里继续扩大。
市场需求蓝宝石长晶作为一种具有珍贵稀有性的宝石材料，其市场需求持续增长。
消费者对于独特宝石的追求和审美需求的提高，推动了蓝宝石长晶市场的发展。
供应链分析蓝宝石长晶的供应链包括开采、加工、销售等环节。
目前，主要的供应地包括缅甸、斯里兰卡、泰国等国家。
供应链的稳定运作是市场发展的重要保障。
品牌竞争力蓝宝石长晶市场存在着众多品牌的竞争。
一些知名珠宝品牌通过独特设计和品牌宣传来提升其品牌竞争力。
但市场上还存在着一些小型品牌和无名品牌，它们也为市场带来了一定的竞争。
市场趋势随着人们对于珍贵宝石的需求不断增加，预计蓝宝石长晶市场将继续保持良好的发展势头。
同时，一些新兴市场也有望成为蓝宝石长晶市场的重要增长点。
市场挑战尽管蓝宝石长晶市场前景广阔，但也存在一些挑战。
技术难题、市场规模扩大带来的供应压力以及市场价格波动等问题都需要相关企业认真面对和解决。
可能的发展方向为了进一步发展蓝宝石长晶市场，企业可以加强研发创新，提高产品的附加值和竞争力。
另外，加强品牌建设和市场营销也是市场发展的关键。
结论蓝宝石长晶市场作为一种具有发展潜力的宝石市场，吸引越来越多的关注和投资。
通过加强供应链管理、提升品牌竞争力和顺应市场需求的变化，蓝宝石长晶市场将迎来更加美好的前景。
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LED蓝宝石长晶普及知识2
对在“Apeks-M”型设备上生长出来的晶体进行检测和标记的指导书1.引言在本工序中对人造晶体进行初步检测，以便确定其质量并在晶体上作出标记便于继续加工。
2.引文a)企业职工劳动保护说明（由订货企业自行编制）；b)电气设备劳动保护说明（由订货企业自行编制）。
3.设备、工装、部件、组装单位及材料的名称3.1.设备名称3.1.1.电子秤；3.1.2.遮光工作台；3.1.3.带光纤输出的照明器具；3.1.4.偏振镜；3.2.工装名称3.2.1.容器；3.2.2.直尺；3.2.3.游标卡尺；3.2.4.标识工具；3.2.5.针织手套；3.3.材料名称3.3.1.抹布（200*200）毫米，粗平布；3.3.2.在食用原料基础上经精馏而得的乙醇，国标P51652-2000；3.3.3.人造刚玉晶锭；3.4.概念晶锭——在“Apeks-M”设备上长成的人造刚玉（蓝宝石）晶体；杂质——晶体中不同于晶体材料的颗粒；位错——晶向与晶体主体晶向不一致的晶体部分；位错线——不同晶向的晶体部分之间的分界线；孪晶——具有晶体主体晶格镜像的晶体部分；滑移线——晶体塑性变形的痕迹，原子平面之间相互的滑移；气泡——晶体缺陷，在熔体结晶过程中出现的空穴；“辫”——在局部聚集起来的小于50微米的气泡团，沿结晶锋面朝一定方向拉长；“青斑”——晶体中含有许多最小分子散射中心的部分，用聚焦光束沿着一定角度照射晶体时呈现出的一种光学效应。
4.工序的准备4.1.安全方面的要求该工序按第2a和2b条给出的要求操作。
4.2.对人员素质的要求只有熟悉本指导书的检测人员才允许执行与该工序相关的作业。
4.3.生产条件在该工序的作业过程中应满足如下要求：—温度：正23+-5度；—大气压84.0~106.7kPa （630~800毫米汞柱）；—空气的相对湿度：65+-15%；—厂房的清洁度：Р9 ИСО级；—厂房的等级：В3/П-1。
4.4.工作岗位的准备4.4.1.穿上工作服；4.4.2.肉眼检查设备接地的可见部分是否完好，导线绝缘皮是否完好；4.4.3.用湿抹布擦拭工作台；4.4.4.接收人造晶体及其附属文件、本指导书规定的材料；4.4.5.检查工作岗位上是否有本指导书；4.4.6.允许使用其它类型的设备、计量工具和材料，但其特性不应低于本指导书给出的相关要求；4.4.7.所有工序之间的过渡都应佩戴针织手套。
LED蓝宝石长晶普及知识3
“Apeks”设备热场及内置隔热屏组装指导书1.引言该指导书对“Apeks-M”型人造蓝宝石长晶设备包括内置陶瓷隔热屏在内的热场的组装作出了描述。
2.引文2.1.使用易燃液体过程中的劳动保护指导书由订货企业自行编制。
2.2.使用“Apeks-M”型设备过程中的劳动保护指导书由订货企业自行编制。
3.缩略语ТУ ——热场；ВЭ ——内置隔热屏；КЗ ——短路；БК ——大盖；МК ——小盖。
4.设备、工装及材料4.1.带内置隔热屏的热场（“Apeks”公司提供）由以下部分组成：⏹热场外罩—— 1件；⏹侧面隔热屏组块—— 1件；⏹炉底板—— 4件；⏹陶瓷管外围的隔热屏—— 1件；⏹钼制的横压力撑角（h = 0.5mm）—— 8件；⏹坩埚底座—— 1件；⏹隔热屏圆盘—— 13件；⏹隔热屏隔板—— 52件；⏹内置隔热屏部件——数量取决于内置隔热屏的尺寸；⏹侧面隔热屏用的环—— 3件；⏹菲阿尼特—— 10公斤（菲阿尼特指的是苏联科学院物理研究所研制的单晶）。
4.2.工业旋风吸尘器；4.3.克丝钳；4.4.钳子；4.5.锤子（手柄一体焊）；4.6.螺丝起子；4.7.冲子；4.8.锉；4.9.万用表；4.10.棉手套；4.11.高纯食用等级的精馏乙醇，国标P51652-2000；4.12.白色棉质粗平布；4.13.砂布，2C 830x50 C2 24A 40-HM，国标5009-82；4.14.设备维护用的整套工具；4.15.蓝宝石绝缘子。
5.对人员和生产条件的要求5.1.安全方面的要求在工序的操作过程中应遵循第2.1~2.2条中的相关规定。
5.2.对于人员素质的要求在该工序的操作过程中，参与单晶生长的设备操作工应熟悉本工艺流程并具备II级用电安全资格。
5.3.对于生产条件的要求—环境温度：23+-5℃；—大气压：从84.0到106.7kPa（630~800毫米汞柱）；—空气的相对湿度：65+-15%；—厂房清洁度：Р9 ИСО级；—厂房等级：Д。
蓝宝石长晶方法比对(HEM-KY)
HEM&KY长晶方法比对1.简述表2.工艺分析热交换法（HEM）1970年，美国的Schmid和Viechnicki发明了一种新的单晶生长方法，称为Gradient Furnace Technique，1974年将该方法正式命名为热交换法(HEM)。
热交换法的基本原理是利用热交换器带走热量，使生长炉内形成一个下冷上热的纵向温度梯度，通过控制热交换器内气体流量及加热功率的大小来控制温场，从而实现晶体的生长，其实质是熔体在坩埚内的直接凝固。
将装有原料的坩埚放在热交换器中心，籽晶置于坩埚底部中心处并固定于热交换器一端，加热坩埚内的原料至完全熔化，由于氦气流过热交换器冷却，籽晶并不熔化。
待温场稳定后，逐渐加大氦气流量，从熔体中带走的热量随之加剧，使熔体延籽晶逐渐凝固并长大，同时逐渐降低加热温度，直至整个坩埚内的熔体全部凝固。
Schmid认为，对于热交换法，生长过程中应严格控制降温的速率，其值要小于15K/h，而当炉内环境温度接近熔点(Tm)＋5K时，降温速率最好控制在5K/h以下，否则，单晶体内极易产生气泡，而且晶体内的位错密度也会迅速增加[28]。
由此可见，愈小的降温速率愈有助于获得良好的晶体。
利弊分析：热交换法的主要优势在于：固液界面位于坩锅内，坩埚不做任何移动，受外力作用干扰少；通过改变坩锅形状可以改变晶体生长的形状，减少对流的影响，因此该工艺较适于制造大尺寸的蓝宝石单晶。
缺点：氦气问题：氦气冷却，需要建氦气站、氦气循环系统，成本高，密封难；湍流引起缺陷；同时非真空生长容易引入微气泡。
HEM法籽晶置于坩埚底部，晶体生长过程晶体生长率以及生长界面的位置不能直接观察或测量问题，是个靠测温度模拟的过程，温度变化是无法真正反应晶体生长率和界面的位置，十分容易生长过快引起大量的缺陷，所以对电压的稳定是苛刻。
所以HEM的晶体的云层和微散点较难于很好的控制。
单晶性问题：HEM法籽晶在底部以及晶体和坩埚壁接触，会产生应力或寄生成核，容易多晶，单晶性一定不好。
蓝宝石长晶缺陷概论
线缺陷-线缺陷--位错 --位错
位错（ 位错（Dislocation）是原子的一种特殊组态，是一种具有特 ）是原子的一种特殊组态， 殊结构的晶格缺陷，也称为线缺陷 线缺陷。 殊结构的晶格缺陷，也称为线缺陷。 实际晶体在结晶时受到外界环境或应力的影响，使晶体内部 实际晶体在结晶时受到外界环境或应力的影响，使晶体内部 质点排列变形、原子行列间相互滑移，不再符合理想晶格的 质点排列变形、原子行列间相互滑移， 有秩序的排列而形成线状的缺陷，称为位错。 有秩序的排列而形成线状的缺陷，称为位错。 位错概念的提出用于解释晶体的塑性变形。 位错概念的提出用于解释晶体的塑性变形。
点缺陷分类
根据其对理想晶格偏离的几何位置及成分可划分如下 根据其对理想晶格偏离的几何位置及成分可划分如下 A)间隙原子 间隙原子 B)空位 空位 C)杂质原子 杂质原子 根据产生缺陷的原因可划分如下 根据产生缺陷的原因可划分如下 A)热缺陷 热缺陷 B)杂质缺陷 杂质缺陷 C)非化学计量结构缺陷 非化学计量结构缺陷
螺旋形的晶体生长台阶
混合型位错 混合型位错
如果局部滑移从晶体的一角 开始， 开始，然后逐渐扩大滑移范 围，滑移区和未滑移区的交 界为曲线AB。 界为曲线 。在A处，位错 处 线和滑移方向平行， 线和滑移方向平行，是纯螺 型位错； 型位错；在B处，位错线和滑 处 方向垂直， 纯刃型位错。 方向垂直，是纯刃型位错。 其他AB上的各点 上的各点， 其他 上的各点，曲线和滑 移方向既不垂直又不平行， 移方向既不垂直又不平行， 原子排列介于螺型和刃型位 错之间，所以称为混合型位 错之间，所以称为混合型位 错。
杂质缺陷
由于外来质点进入晶体而产生 的缺陷。 的缺陷。 虽然杂质掺杂量一般较小（ 虽然杂质掺杂量一般较小（~ 0.1%），进入晶体后无论位 ），进入晶体后无论位 ）， 于何处， 于何处，均因杂质质点和原有 的质点性质不同， 的质点性质不同，不仅破坏了 质点有规则的排列， 质点有规则的排列，而且在杂 质质点周围的周期势场引起改 因此形成一种缺陷。 变，因此形成一种缺陷。 晶体中杂质含量在未超过其固 溶度时， 溶度时，杂质缺陷的浓度与温 度无关，这与热缺陷是不同的。 度无关，这与热缺陷是不同的。
蓝宝石长晶市场分析报告
蓝宝石长晶市场分析报告1.引言1.1 概述概述:蓝宝石长晶作为一种稀有且珍贵的宝石，具有独特的色彩和光泽，在市场上备受追捧。
本报告旨在对蓝宝石长晶市场进行全面分析，包括市场现状、竞争分析以及发展前景展望。
通过深入研究和分析，我们将对蓝宝石长晶市场的规模、供需关系、主要市场趋势、竞争对手、竞争优势、行业发展预测、技术创新、市场机会与挑战等方面进行全面剖析，为相关行业提供可靠的市场参考和发展建议。
文章结构部分需要围绕整个报告的内容进行概述和说明，以便读者能够清楚地了解整篇报告的框架和内容安排。
以下是文章结构部分的内容：1.2 文章结构本报告分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，将对蓝宝石长晶市场进行概述，并说明本报告的目的和结构。
正文部分将分析蓝宝石长晶市场现状、竞争分析和发展前景展望三个方面。
最后，结论部分将总结目前市场状况，展望未来发展趋势，并提出相关建议。
通过本报告的结构安排，读者可以系统性地了解蓝宝石长晶市场的整体情况和发展趋势。
1.3 目的本报告旨在全面分析蓝宝石长晶市场的现状、竞争情况和发展前景，为相关行业从业者和投资者提供准确的市场信息和未来发展趋势预测，帮助其制定战略决策和规划未来发展方向。
通过深入研究市场规模、供需关系、主要市场趋势、竞争对手和发展前景展望等方面的内容，为读者提供具有参考价值的市场分析报告，促进行业健康发展和持续增长。
1.4 总结:在本报告中，我们对蓝宝石长晶市场进行了深入分析。
我们发现，蓝宝石长晶市场规模庞大，供需关系紧张，市场趋势向高端化和定制化方向发展。
在竞争分析中，我们了解到主要竞争对手的竞争优势和发展趋势，以及行业未来的发展预测和技术创新方向。
展望未来，蓝宝石长晶市场将面临着机遇和挑战，我们需要充分考虑市场趋势和竞争优势，提出切实有效的发展建议，以应对未来的市场变化。
通过本报告的分析，我们相信蓝宝石长晶市场在未来会呈现出更加繁荣和有活力的发展态势。
2.正文2.1 蓝宝石长晶市场现状分析2.1.1 市场规模蓝宝石长晶市场是一个规模庞大的市场，其市场规模在过去几年持续增长。
LED蓝宝石长晶普及知识5
陶瓷隔热屏退火及坩埚退火指导书1.指导书的用途该指导书对在“Apeks-M”设备上对陶瓷隔热屏和坩埚进行退火工序的内容及种类作出了相关描述。
2.引文2.1.使用易燃液体过程中的劳动保护指导书由订货企业自行编制。
2.2.在“Apeks-M”型设备的使用过程中的劳动保护指导书由订货企业自行编制。
2.3.“Apeks-M”型人造蓝宝石长晶设备技术维护指导书。
2.4.CKTP1.409.030РП。
“Apeks”单晶生长设备实用软件使用说明。
2.5.CKTP1.409.030ТО和ИЭ。
“Apeks”设备控制系统、技术说明和操作指导书。
3.文中所采用的缩略语ТУ——热场；КЗ——短路；БК——大盖；МК——小盖；ЛВЖ——易燃液体。
4.设备、工装和材料4.1.氦气检漏仪；4.2.坩埚起吊装置，由“Apeks”公司提供；4.3.坩埚拆卸工具，由“Apeks”公司提供；4.4.热场，带陶瓷隔热屏；4.5.“Apeks-M”型设备所用的筒夹。
4.6.坩埚；4.7.盲板，由“Apeks”公司提供；4.8.工业吸尘器；4.9.坩埚环；4.10.坩埚隔热屏；4.11.坩埚口隔热屏；4.12.设备维护所用的整套工具；4.13.冲子；4.14.万用表；4.15.棉手套；4.16.在高纯食用原料基础上精馏而得的乙醇，国标P51652-200；4.17.白色棉质粗平布；4.18.砂布，国标5009-82；4.19.蓝宝石绝缘体。
4.20.优等氩气，国标10157-79；4.21.热电偶/电离真空计“米拉达”BT14CT2；4.22.钨片，轧材，尺寸为75*75*0.03毫米。
5.对人员及生产条件的要求5.1.安全方面的要求根据第2.1~2.5条要求操作。
5.2.技能方面的要求操作员-钳工、单晶生长设备操作工，必须熟悉相关工艺。
5.3.生产条件方面的要求—环境温度：23+-5度；—大气压：84.0~106.7kPa（630~800毫米汞柱）；—相对湿度：65+-15%；—厂房清洁度：P9 ИСО级；—厂房等级：Д。
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一、蓝宝石生长1.1 蓝宝石生长方法1.1.1 焰熔法Verneuil (flame fusion)最早是1885年由弗雷米（E. Fremy）、弗尔（E. Feil）和乌泽（Wyse）一起，利用氢氧火焰熔化天然的红宝石粉末与重铬酸钾而制成了当时轰动一时的“ 日内瓦红宝石”。
后来于1902年弗雷米的助手法国的化学家维尔纳叶（Verneuil）改进并发展这一技术使之能进行商业化生产。
因此，这种方法又被称为维尔纳叶法。
1）基本原理焰熔法是从熔体中生长单晶体的方法。
其原料的粉末在通过高温的氢氧火焰后熔化，熔滴在下落过程中冷却并在种晶上固结逐渐生长形成晶体。
2）合成装置与条件、过程焰熔法的粗略的说是利用氢及氧气在燃烧过程中产生高温，使一种疏松的原料粉末通过氢氧焰撒下焰融，并落在一个冷却的结晶杆上结成单晶。
下图是焰熔生长原料及设备简图。
这个方法可以简述如下。
图中锤打机构的小锤7按一定频率敲打料筒，产生振动，使料筒中疏松的粉料不断通过筛网6，同时，由进气口送进的氧气，也帮助往下送粉料。
氢经入口流进，在喷口和氧气一起混合燃烧。
粉料在经过高温火焰被熔融而落在一个温度较低的结晶杆2上结成晶体了。
炉体4设有观察窗。
可由望远镜8观看结晶状况。
为保持晶体的结晶层在炉内先后维持同一水平，在生长较长晶体的结晶过程中，同时设置下降机构1，把结晶杆2缓缓下移。
焰熔法合成装置由供料系统、燃烧系统和生长系统组成，合成过程是在维尔纳叶炉中进行的。
A.供料系统原料：成分因合成品的不同而变化。
原料的粉末经过充分拌匀，放入料筒。
如果合成红宝石，则需要Al2O粉末和少量的 Cr2O3参杂，Cr2O3用作致色剂，添加量为 1-3%。
三氧化3二铝可由铝铵矾加热获得。
料筒：圆筒，用来装原料，底部有筛孔。
料筒中部贯通有一根震动装置使粉末少量、等量、周期性地从筛孔漏出。
震荡器：驱动震动棒震动，使料筒不断抖动，以便原料的粉末能从筛孔漏出。
B.燃烧系统氧气管：从料筒一侧释放，与原料粉末一同下降；氢气管：在火焰上方喷嘴处与氧气混合燃烧。
通过控制管内流量来控制氢氧比例，O 2:H2=1:3；氢氧燃烧温度为2500℃，Al2O3粉末的熔点为2050℃；冷却套：吹管至喷嘴处有一冷却水套，使氢气和氧气处于正常供气状态，保证火焰以上的氧管不被熔化C.生长系统落下的粉末经过氢氧火焰熔融，并落在旋转平台上的种晶棒上，逐渐长成一个晶棒（梨晶）。
水套下为一耐火砖围砌的保温炉，保持燃烧温度及晶体生长温度，近上部有一个观察孔，可了解晶体生长情况。
耐火砖的作用是保持炉腔的温度，使之缓慢下降，以便结晶生长。
旋转平台：安置种晶棒，边旋转、边下降；落下的熔滴与种晶棒接触称为接晶；接晶后通过控制旋转平台扩大晶种的生长直径，称为扩肩；然后，旋转平台以均匀的速度边旋转边下降，使晶体得以等径生长。
1.1.2泡生法Kyropoulos这种方法是将一根受冷的籽晶与熔体接触，如果界面的温度低于凝固点，则籽晶开始生长，为了使晶体不断长大，就需要逐渐降低熔体的温度，同时旋转晶体，以改善熔体的温度分布。
也可以缓慢的（或分阶段的）上提晶体，以扩大散热面。
晶体在生长过程中或生长结束时不与坩埚壁接触，这就大大减少了晶体的应力。
不过，当晶体与剩余的熔体脱离时，通常会产生较大的热冲击。
生长装置如下图所示。
可以认为目前常用的高温溶液顶部籽晶法是该方法的改良和发展。
采用泡生法生长大直径、高质量、无色蓝宝石晶体的具体工艺如下：1．将纯净的G-A1 O。
原料装入坩埚中。
坩埚上方装有可旋转和升降的提拉杆，杆的下端有一个籽晶夹具，在其上装有一粒定向的无色蓝宝石籽晶(注：生长无色蓝宝石时不添加致色剂，籽晶也采用无色蓝宝石)；2．将坩埚加热到2050℃以上，降低提拉杆，使籽晶插入熔体中；3．控制熔体的温度，使液面温度略高于熔点，熔去少量籽晶以保证晶体能在清洁的籽晶表面上生长；4．在实现籽晶与熔体充分沾润后，使液面温度处于熔点，缓慢向上提拉和转动籽晶杆；控制拉速和转速，籽晶逐渐长大；5．小心地调节加热功率，使液面温度等于熔点，实现宝石晶体生长的缩颈——扩肩——等径生长——收尾全过程。
整个晶体生长装置安放在一个外罩内，以便抽真空后充入惰性气体，保持生长环境中需要的气体和压强。
通过外罩上的窗口观察晶体的生长情况，随时调节温度，保证生长过程正常进行。
1.1.3温度梯度法Temperature gradient technique (TGT)“导向温梯法”是以定向籽晶诱导的熔体单结晶方法。
包括放置在简单钟罩式真空电阻炉内的坩埚、发热体和屏蔽装置，右图是装置简图。
本装置采用镅坩埚、石墨发热体。
坩埚底部中心有一籽晶槽，避免耔晶在化料时被熔化掉。
为了增加坩埚稳定性，籽晶槽固定在定位棒的圆形凹槽内。
温场由石墨发热体和冷却装置共同提供。
发热体为被上下槽割成矩形波状的板条通电回路的圆筒，整个圆筒安装在与水冷电极相连的石墨电极板上。
板条上半部按一定规律打孔，以调节发热电阻使其通电后白上而下造成近乎线性温差。
而发热体下半部温差通过石墨发热体与水冷电极板的传导来创造。
籽晶附近的温场还要依靠与水冷坩埚杆的热传导共同提供。
本方法与提拉法相比，有以下特点：(1)晶体生长时温度梯度与重力方向相反，并且坩埚、晶体和发热体都不移动，这就避免了热对流和机械运动产生的熔体涡流。
(2)晶体生长以后，由熔体包围，仍处于热区。
这样就可以控制它的冷却速度，减少热应力。
而热应力是产生晶体裂纹和位错的主要因素。
(3)晶体生长时，固—液界面处于熔体包围之中。
这样熔体表面的温度扰动和机械扰动在到达固—液界面以前可被熔体减小以致消除。
这对生长高质量的晶体起很重要的作用。
1.1.4提拉法Czochralski（CZ）该方法的创始人是Czochralski，他的论文发表于1918年。
这是熔体生长最常用的方法之一。
很多重要的实用晶体是用这种方法制备的，近年来这种方法又取得了几项重大的改进，能够顺利地生长某些易挥发的化合物（如GaP和含Pb的化合物）和特殊形状的晶体（如八边形、长4.5m的硅管、漏斗形等各种复杂形状的蓝宝石晶体、带状硅和氧化物晶体）。
1.1.4.1 提拉法提拉法的设备简图如右图所示。
将预先合成好的多晶原料装在坩埚中，并被加热到原料的熔点以上，此时，坩埚内的原料就熔化为熔体，在坩埚的上方有一根可以旋转和升降的提拉杆，杆的下端带有一个夹头，其上装有籽晶。
降低提拉杆，使籽晶插入熔体中，只要温度合适，籽晶既不熔掉也不长大，然后慢慢地向上提拉和转动晶杆。
同时，缓慢地降低加热功率，籽晶就逐渐长粗，小心地调节加热功率，就能得到所需直径的晶体。
整个生长装置安放在一个可以封闭的外罩里，以便使生长环境中有所需要的气氛和压强。
通过外罩的窗口，可以观察到生长的情况。
用这种方法已经成功地长出了半导体、氧化物和其他绝缘类型的大晶体。
这种方法的主要优点如下：(1) 在生长的过程中可以方便地观察晶体的生长情况。
(2) 晶体在熔体表面处生长，而不与坩埚相接触，这样能显著地减小晶体的应以，并放置埚壁的寄生成核。
(3) 可以方便地使用定向籽晶和“缩颈”工艺。
缩颈后面的籽晶，其位错可大大减少，这样可以使放大后生长出来的晶体，其位错密度降低。
总之，提拉法生长的晶体，其完整性很高，而生长率和晶体尺寸也是令人满意的。
例如，提拉法生长的红宝石与焰熔法生长的红宝石相比，具有较低的位错密度，较高的光学均匀性，也不存在锒嵌结构。
1.1.4.2 连续加料提拉法提拉法生长晶体中，另一重要的改进就是连续加料提拉法的应用。
该法首先被Ya.Apilat 和Yu.P.Belogurov等所应用。
右图所示是该种设备的简易示意图，通过坩埚内一个高灵敏度的熔体液面规来控制熔体的温度和晶体直径。
在坩埚内，一边提拉晶体，一边补充所消耗的原料。
具体过程如下：通过导管将原料m引入圆形槽1中，在那里熔融后，流入坩埚2内，坩埚被安放在可旋转的支撑环3上，支撑环3和晶体9可同步旋转，以保证在生长过程中熔体的轴向温场的对称性。
由于晶体的直径很大，而晶体和埚壁之间的距离很小，因此，晶体直径的微笑变化（生长界面的高度也相应变化）将引起液面高度的明显变化。
一个带有铂探针5的熔体液面规4能根据液面高度的微笑改变，通过补偿电路6而相应地调节坩埚的附加点源，是液面的高度保持恒定，以保证晶体的生长重量与补加原料的重量始终相等，从而达到自动控制晶体直径的目的。
由于在生长过程中，坩埚内不断地有原料补充，从而使所需要提拉晶体的尺寸不受坩埚内物料的限制，晶体的尺寸可以长大。
1.1.4.3 冷心放肩微量提拉法(SAPMAC)冷心放肩微量提拉法(Sapphire growthtechnique with micro-pulling and shoulderexpanding at cooled center，SAPMAC)是在对泡生法和提拉法改进的基础上发展而来用于生长大尺寸蓝宝石晶体的方法，晶体生长系统主要包括控制系统、真空系统、加热体、冷却系统和热蔽装置等，右图是晶体生长系统简图。
该方法生长的单晶，外型通常为梨形，晶体直径可以生长到比坩埚内径小l0~20mm的尺寸。
籽晶被加工成劈形，利用籽晶夹固定在热交换器底部。
热交换器可以完成籽晶的固定、晶体的转动和提拉，以及热交换器、晶体和熔体之间热量的交换作用。
加热体、冷却系统和热屏蔽装置协同作用，为晶体生长提供一个均匀、稳定、可控的温场。
根据晶体生长所处的引晶、放肩、等径和退火及冷却阶段的特点，通过调节热交换器中工作流体的温度、流量，加热温度(加热体所能提供的坩埚外壁环境温度)可以精确控制晶体和熔体内温度梯度、热量传输、完成晶体生长。
冷心放肩微量提拉法生长蓝宝石晶体时，通常可将整个晶体生长过程分为四个控制阶段，即引晶、放肩、等径、退火及冷却阶段。
引晶与放肩阶段主要是利用调节热交换器散热能力，适当配合一定的降低加热温度(加热系统所能提供的坩埚外壁温度)的方式来实现对晶体的缩颈和放肩控制。
此时晶体生长界面凸出率及温度梯度较大，其有利于采用较大的放肩角，减小放肩距离，防止界面翻转，同时能够将籽晶内的位错等原有缺陷快速从晶体中扩散到晶体表面，有效降低晶体内的缺陷含量。
较大的界面温度梯度还能够提高晶体生长驱动力，增加界面稳定性。
待晶体直径长到所需尺寸(冷心放肩微量提拉法晶体直径可以长到距坩埚内壁1~3cm)后，晶体开始等径生长，进入等径阶段。
随着晶体尺寸的长大，热交换器的散热对晶体生长效率迅速减小，故晶体进入等径生长阶段后，主要是通过降低加热温度(加热系统所能提供的坩埚外壁温度)来实现晶体生长。
该方法主要特点：1)通过冷心放肩，保证了大尺寸晶体生长，整个结品过程晶向遗传特性良好，材料品质优良。
2)通过高精度的能量控制配合微量提拉，使得在整个晶体生长过程中无明显的热扰动，缺陷萌生的几率较其他方法明显降低。