鎢單晶體生長爐—藍寶石玻璃製造神器

近年來，藍寶石玻璃似乎是玻璃界最“火”的一種玻璃，不是它擁有“藍寶石“的名號，而是它被經常宣傳用於高檔手機螢幕上，一些聲稱配置了藍寶石玻璃的手機往往動則上萬，價格不菲，當然，藍寶石玻璃真正具有意義的用途是作為紅外光學材料、電子器件和高溫超導薄膜的基片和襯底材料。

藍寶石玻璃是用人工合成的藍寶石製成的玻璃，其化學成分和物理性質與天然藍寶石相同，之所以貴，這源於它的產能低，這也是初IPhone6宣稱將使用選用藍寶石玻璃而最後又棄用的原因。

 

藍寶石玻璃有多難？這為藍寶石玻璃也是一種單晶體，實際上幾乎所有熔體高溫生長技術都適用於藍寶石生產，常見的焰熔法、提拉法、泡生法、熱交換法等都可，只是沒有哪一種方法十全十美。我國65%的藍寶石生產企業使用泡生法，而泡生法的關鍵就是耐高溫設備。

泡生法的原理與提拉法類似，就是從坩堝的熔體中提拉晶體，制取過程中，首先令晶棒接觸到熔體表面，在晶棒與熔體的固液介面上開始長晶，然後旋轉晶棒很緩慢地往上提拉晶種。當晶種形成晶頸後，晶種便不再旋轉和不再提拉。最後控制冷卻速度使晶體從上方逐漸向下凝固成一整個單晶晶碇。

泡生法結晶緩慢、製備週期長，據瞭解，用於生長藍寶石單晶的氧化鋁原料熔點2045℃，並且是長期加熱，這種情況下對在坩堝等高溫設備的考驗極大，在自然界中，鎢的熔點是3380℃，鉬的熔點是2620℃，如此一來，也就只有鎢鉬能承受這樣的高溫環境了，因此，制取藍寶石玻璃的加熱和保溫系統基本採用鎢鉬材料，鎢比較貴但性能穩、鉬比較便宜但也能用，但是，作為支撐材料與坩堝接觸時，本身的高熱導率使得爐體下半部分度梯度非常小，當熔體液面隨晶體生長下降時，會發生溫度梯度倒置，晶體結晶容易粘連坩堝壁，基於此項因素，建議設置合理的晶體生長數量和使用耐高溫高熱更穩定的鎢材料。