浮區提純

浮區熔煉法通常使用電子束加熱和高頻線圈加熱(或稱感應加熱)。電子束加熱方式具有熔化體積小、熱梯度界限分明、熱效率高、提純效果好等優點,但由於該方法僅能在真空中進行,所以受到很大的限制。目前感應加熱在浮區熔煉法合成寶石晶體中套用最多,它既可在真空中套用,也可在任何惰性氧化或還原氣氛中進行。

浮區提純:把原料先燒結或壓製成棒狀,然後用兩個卡盤將兩端固定好。將燒結棒垂直地置入保溫管內,旋轉並下降燒結棒(或移動加熱器)。燒結棒經過加熱區,使材料局部熔化。熔融區僅靠熔體表面張力支撐。當燒結棒緩慢離開加熱區時,熔體逐漸緩慢冷卻並發生重結晶,形成單晶體。

在浮區熔煉法裝置中,將高頻線圈繞在垂直安裝的材料棒上,見圖4-1。感應加熱在熔區中可提供自動的電磁攪拌,攬拌的程度取決於所用的頻率、線圈的實際配置和熔區的長度,還可通過檢測熱損耗值或材料導電率的變化來實現熔區直徑的自動控制。移動原料燒結棒(或移動加熱器),使燒結棒自上而下逐步被加熱熔化。熔區內的溫度大於原料熔化溫度,熔區以外溫度則小於原料熔化溫度。旋轉燒結棒,熱源逐漸從燒結棒一端移至一端,直至整個燒結棒變成寶石單晶。重複該過程,可使晶體進一步得到精煉和提純。這個重複的過程成為浮區提純。

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