一種高純氧化鋁多晶的生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高純氧化鋁多晶的生產(chǎn)方法，通過在坩堝銅管涂抹高純氧化鋁粉，更加有利于形成熔殼，避免Cu雜質(zhì)的引入，點火時采用石墨條，步驟簡單，便于操作，引發(fā)劑用量小，C高溫下生成CO2，不影響產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品具有純度高、密度大的特點。
【專利說明】一種高純氧化鋁多晶的生產(chǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高純氧化鋁多晶的生產(chǎn)方法，具體涉及一種石墨點火燒制氧化鋁 多晶的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，為了適應(yīng)藍寶石企業(yè)的需求，冷殼法（冷感坩堝法）技術(shù)被應(yīng)用于燒制氧化 鋁多晶。因其獨特的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生一層氧化鋁粉殼來保護產(chǎn)品質(zhì)量。
[0003] 就現(xiàn)有冷坩堝技術(shù)而言，大都采用銅管作為坩堝壁，內(nèi)部進行循環(huán)水流通，雖然冷 殼法能夠發(fā)揮作用，但是在燒制的過程中仍會有雜質(zhì)引入到多晶錠中，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。另 夕卜，在多晶燒制過程中，首先需要解決的是氧化鋁粉的引燃問題，大多采用鋁片、鋁箔、鋁絲 搭接呈環(huán)狀，在高頻磁場的作用下，鋁原料首先熔化，產(chǎn)生的高溫融化周圍的氧化鋁粉，形 成熔池，不斷添加氧化鋁粉，使熔池不斷擴大。引燃劑鋁隨著氧化鋁粉的添加，鋁于空氣中 氧化成氧化鋁參與到多晶反應(yīng)中，意圖使鋁不會影響產(chǎn)品，但實際上仍會有未氧化完全的 鋁殘留在成型多晶錠的底部，影響到產(chǎn)品的質(zhì)量及外觀。
[0004] 就現(xiàn)有的技術(shù)而言，這樣的點火方式工藝復(fù)雜，引燃劑消耗多，不僅影響產(chǎn)品質(zhì) 量，也會影響生產(chǎn)效率。而對于銅坩堝本身，雖然外圍氧化鋁粉在循環(huán)水冷卻作用下，可以 形成冷殼，但是仍然會引入雜質(zhì)Cu元素。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題是氧化鋁粉燒制多晶過程中的鋁材料點火方式影響產(chǎn)品 質(zhì)量的問題，以及冷坩堝銅管在燒制多晶過程中對產(chǎn)品質(zhì)量的影響。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種高純氧化鋁多晶的生產(chǎn)方法，包括以下步 驟：
[0007] 步驟1 :高純氧化鋁粉與去離子水混勻，攪拌均勻涂抹在坩堝內(nèi)壁上，以不露出銅 管為準。將干燥后的坩堝筑爐，底部鋪設(shè)所述高純氧化鋁粉，筑緊；
[0008] 坩堝銅管涂抹高純氧化鋁粉，更加有利于形成熔殼，避免Cu雜質(zhì)的引入；
[0009] 步驟2 :擺放石墨條，在所述石墨條上面鋪灑所述高純氧化鋁粉，點火；
[0010] 點火時采用石墨條，步驟簡單，便于操作，引發(fā)劑用量小，C高溫下生成C02,不影 響產(chǎn)品質(zhì)量；
[0011] 步驟3 :形成熔池后，將所述石墨條取出；
[0012] 步驟4:緩慢加入所述高純氧化鋁粉，下降坩堝以保證熔池中心維持在所述高頻 感應(yīng)線圈中心位置，直至燒結(jié)完畢，切去頂部雜質(zhì)富集部分，得到高密度的所述高純氧化鋁 多晶。
[0013] 優(yōu)選的，步驟1中所述高純氧化鋁粉與所述去離子水質(zhì)量比為1:1. 1。
[0014] 優(yōu)選的，所述坩堝為圓柱形，底面直徑為260mm，高度為510mm，內(nèi)容積為27L。
[0015] 優(yōu)選的，步驟2中坩堝底部鋪設(shè)所述高純氧化鋁粉與所述坩堝高度的比為1/3? 2/5,壓實。
[0016] 優(yōu)選的，步驟2中坩堝底部鋪設(shè)所述高純氧化鋁粉的高度為200mm。
[0017] 優(yōu)選的，步驟2中所述石墨條為5n石墨條，所述石墨條按井字擺放。
[0018] 優(yōu)選的，步驟2中所述石墨條的數(shù)量為4一8根，長度為所述坩堝底面直徑的 1/3?2/5,底面為正方形，底面的邊長為所述坩堝底面直徑的2/65?3/65。
[0019] 優(yōu)選的，步驟2中所述石墨條的數(shù)量為4根，所述石墨條的長度為100mm，底面為正 方形，底面的邊長為
[0020] 優(yōu)選的，步驟2中所述氧化鋁粉蓋住所述石墨條。
[0021] 優(yōu)選的，步驟5中所述高純氧化鋁粉的加入速度為200-500g/min。
[0022] 巧妙的控制高純氧化鋁粉的添加速度，讓高純氧化鋁粉充分熔融。
[0023] 本發(fā)明的有益技術(shù)效果：本發(fā)明提出的高純氧化鋁多晶的生產(chǎn)方法通過在坩堝銅 管涂抹高純氧化鋁粉，更加有利于形成熔殼，避免Cu雜質(zhì)的引入，點火時采用石墨條步驟 簡單，便于操作，引發(fā)劑用量小，C高溫下生成C02,不影響產(chǎn)品質(zhì)量，產(chǎn)品具有純度高、密度 大的特點。 具體實施方案
[0024] 為更好地理解本發(fā)明，下面通過以下實施例對本發(fā)明作進一步具體的闡述，但不 可理解為對本發(fā)明的限定，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述
【發(fā)明內(nèi)容】
所作的一些非本質(zhì)的 改進與調(diào)整，也視為落在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
[0025] 實施例1
[0026] 步驟1 :高純氧化鋁粉與去離子水混勻按照1 :1. 1混勻，涂抹在坩堝內(nèi)壁上，以不 露出銅管為準。將干燥后的坩堝筑爐，底部鋪設(shè)高度為200mm的所述高純氧化鋁粉，筑緊； 所述坩堝為圓柱形，底面直徑為260mm，高度為510mm，內(nèi)容積為27L ;
[0027] 步驟2 :按井字擺放長度為100mm，底面為正方形，底面邊長為8mm的4根所述5n
[0028] 石墨條，在所述5n石墨條上面鋪灑所述高純氧化鋁粉，點火；
[0029] 步驟3 :形成熔池后，將所述石墨條取出；
[0030] 步驟4 :以200g/min速度加入所述高純氧化鋁粉，下降坩堝以保證熔池中心維持 在所述高頻感應(yīng)線圈中心位置，直至燒結(jié)完畢，切去頂部雜質(zhì)富集部分，高純氧化鋁多晶1。
[0031] 實施例2
[0032] 步驟1 :高純氧化鋁粉與去離子水混勻按照1 :1. 1混勻，涂抹在坩堝內(nèi)壁上，以不 露出銅管為準。將干燥后的坩堝筑爐，底部鋪設(shè)高度為170_的所述高純氧化鋁粉，筑緊； 所述坩堝為圓柱形，底面直徑為260mm，高度為510mm，內(nèi)容積為27L ;
[0033] 步驟2 :按井字擺放長度為90mm，底面為正方形，底面邊長為10mm的6根所述5n 石墨條，在所述5n石墨條上面鋪灑所述商純氧化錯粉，點火；
[0034] 步驟3 :形成熔池后，將所述石墨條取出；
[0035] 步驟4 :以300g/min速度加入所述高純氧化鋁粉，下降坩堝以保證熔池中心維持 在所述高頻感應(yīng)線圈中心位置。直至燒結(jié)完畢，切去頂部雜質(zhì)富集部分，高純氧化鋁多晶2。
[0036] 實施例3
[0037] 步驟1 :高純氧化鋁粉與去離子水混勻按照1 :1. 1混勻，涂抹在坩堝內(nèi)壁上，以不 露出銅管為準。將干燥后的坩堝筑爐，底部鋪設(shè)高度為200mm的所述高純氧化鋁粉，筑緊； 所述坩堝為圓柱形，底面直徑為260mm，高度為510mm，內(nèi)容積為27L ;
[0038] 步驟2 :按井字擺放長度為100mm，底面為正方形，底面邊長為12mm的4根所述5n 石墨條，在所述5n石墨條上面鋪灑所述商純氧化錯粉，點火；
[0039] 步驟3 :形成熔池后，將所述石墨條取出；
[0040] 步驟4 :以400g/min速度加入所述高純氧化鋁粉，下降坩堝以保證熔池中心維持 在所述高頻感應(yīng)線圈中心位置。直至燒結(jié)完畢，切去頂部雜質(zhì)富集部分，高純氧化鋁多晶3。
[0041] 實施例4
[0042] 發(fā)明人按照以下步驟制備高純氧化鋁多晶4 :
[0043] 步驟1 :高純氧化鋁粉與去離子水混勻按照1 :1. 2混勻，涂抹在坩堝內(nèi)壁上，以不 露出銅管為準。將干燥后的坩堝筑爐，底部鋪設(shè)高度為190_的所述高純氧化鋁粉，筑緊； 所述坩堝為圓柱形，底面直徑為260mm，高度為510mm，內(nèi)容積為27L ;
[0044] 步驟2 :按井字擺放長度為100mm，底面為正方形，底面積為8mm的8根所述5n石 墨條，在所述5n石墨條上面鋪灑所述商純氧化錯粉，點火；
[0045] 步驟3 :形成熔池后，將所述石墨條取出；
[0046] 步驟4 :以500g/min速度加入所述高純氧化鋁粉，下降坩堝以保證熔池中心維持 在所述高頻感應(yīng)線圈中心位置。直至燒結(jié)完畢，切去頂部雜質(zhì)富集部分，高純氧化鋁多晶4。
[0047] 發(fā)明人對得到的產(chǎn)品進行了檢測，檢測結(jié)果顯示高純氧化鋁多晶1、高純氧化鋁多 晶2、高純氧化鋁多晶3、高純氧化鋁多晶4的純度都在3. 5g/cm3以上，純度都在99. 999% 以上。
[0048] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種高純氧化鋁多晶的生產(chǎn)方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟1 :高純氧化鋁粉與去離子水混勻，攪拌均勻涂抹在坩堝內(nèi)壁上，以不露出銅管為 準，將干燥后的坩堝筑爐，底部鋪設(shè)所述高純氧化鋁粉，筑緊； 步驟2 :擺放所述石墨條，在所述石墨條上面鋪灑所述高純氧化鋁粉，點火； 步驟3 :形成熔池后，將所述石墨條取出； 步驟4 :緩慢加入所述高純氧化鋁粉，下降坩堝以保證熔池中心維持在高頻感應(yīng)線圈 中心位置，直至燒結(jié)完畢，切去頂部雜質(zhì)富集部分，得到高密度的所述氧化鋁多晶。
2. 如權(quán)利要求1所述高純氧化鋁多晶的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟1中所述高純氧 化鋁粉與所述去離子水質(zhì)量比為1 :1. 1。
3. 如權(quán)利要求1所述高純氧化鋁多晶的生產(chǎn)方法，其特征在于：所述坩堝為圓柱形，底 面直徑為260mm，高度為510mm，內(nèi)容積為27L。
4. 如權(quán)利要求1所述高純氧化鋁多晶的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟2中坩堝底部鋪 設(shè)所述高純氧化鋁粉與所述坩堝高度的比為1/3?2/5,壓實。
5. 如權(quán)利要求3所述高純氧化鋁多晶的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟2中坩堝底部鋪 設(shè)所述高純氧化鋁粉的高度為200mm。
6. 如權(quán)利要求1所述高純氧化鋁多晶的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟2中所述石墨條 為5n石墨條，所述石墨條按井字擺放。
7. 如權(quán)利要求1所述高純氧化鋁多晶的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟2中所述石墨條 的數(shù)量為4一8根，長度為所述坩堝底面直徑的1/3?2/5,底面為正方形，底面的邊長為所 述坩堝底面直徑的2/65?3/65。
8. 如權(quán)利要求3所述高純氧化鋁多晶的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟2中所述石墨條 的數(shù)量為4根，所述石墨條的長度為100_，底面為正方形，底面的邊長為8_-12_。
9. 如權(quán)利要求1所述高純氧化鋁多晶的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟2中所述氧化鋁 粉蓋住所述石墨條。
10. 如權(quán)利要求1所述高純氧化鋁多晶的生產(chǎn)方法，其特征在于：步驟2中所述高純氧 化鋁粉的加入速度為200-500g/min。
【文檔編號】C30B29/20GK104195630SQ201410488126
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月23日
【發(fā)明者】杜群芳 申請人:成都冠禹科技有限公司