晶体生长之焰熔法

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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（图）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Al2O3粉末和少量的 Cr2 O3参杂，Cr2 O3用作致色剂，添加量为 1-3%。三氧化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，O2: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。
梨晶：长出的晶体形态类似梨形，故称为梨晶（图7-2）。梨晶大小通常为长23cm，直径2.5-5cm。

生长速度：1厘米/小时，一般6小时完成即可完成生长。    因为生长速度快，内应力很大，停止生长后，应该轻轻敲击，让它沿纵向裂开成两半以释放内应力，避免以后产生裂隙。 特点：生长速度快、设备简单、产量大、便于商业化

                               
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