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铱坩埚主要有平底铱坩埚和弧形底铱坩埚两大类。影响晶体生长的主要因素为温度场的分布。目前用于人工晶体生长的铱坩埚多为平底构造,将平底铱坩埚改进为弧形底铱坩埚,将使温度场的分布更为理想,在某些晶体的生长会带来明显的品质提高。 坩埚底部在提拉过程中的变形是坩埚损坏的一个主要因素,弧形底坩埚会减少坩埚在提拉过程中坩埚底部的扭曲变形,从而提高坩埚的寿命。 因此,对于某些晶体的生长,弧形底坩埚将在提高晶体的品质的同时延长坩埚寿命。 铱和高纯晶体产品 由于高熔点的优良的化学稳定性,在各种金属氧化物单晶的生长中铱是理想的坩埚材料。坩埚的形状如图所示。其规格典型规格为φ60~200mm,容积从500~6000毫升。 通过各种技术生长出五花八门的晶体,基本的原则都是从装在坩埚里的熔融物中拉出单晶。使用铱坩埚拉制的主要有五种晶体: YAG 晶体 钇铝石榴石(YAG)晶体广泛应用于固体激光器,这些激光器主要是医用和工业中激光焊接和切割。 宝石 宝石(Sapphire)主要用途有手机和汽车的液晶显示器背光灯中蓝光和绿光二级管的基体材料,超市的扫描器的窗口材料,以及牙科手术中的激光波导,导弹的观察窗等。 锂基晶体 钽酸锂(Lithium tantalate)和兰克赛(langasite)用于蜂窝电话、卫星接收器和无线通讯设备。兰克赛为最新开发完成之压电材料,具有宽频之特性,适用于W-CDMA的IF段表面声波滤波器基材、汽车用感应器及陀螺仪。 目前拉制锂基晶体是铂坩埚和铱坩埚共存。由于铂价攀升到了23年来的最高点,而铱价又明显降低。用铱替代铂无论是价格还是加工技术拉晶设备的改造均是了水到渠成的时候。另外,由于铱的强度和熔点远高于铂,铱坩埚及铱夹杆的使用寿命是铂制品难以达到的,我们用于拉制钽酸锂晶体的铱坩埚平均寿命都在18个月以上,部分在两年以上。 钆镓石榴石晶体 钆镓石榴石(GGG)晶体用于电子行业中的闪存,主要被半导体存贮器所取代,它们仍继续用于军用器材,因为它们能在核爆的情况下工作,此时绝大多数半导体都会损坏。 LSO 和 GSO 晶体 在肿瘤的医学症断中Lutetium oxyorthosilicate (LSO) and Gadolinium oxyorthosilicate (GSO) 用于探测器的闪烁晶体。其它使用闪烁晶体的设备有石油矿井记录和包裹检查中的X射线显示屏。
平底铱坩埚规格表
弧形底铱坩埚的主要规格表
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