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巨化集团公司兴化公司晶体材料厂

发布时间:2022-02-21 12:49:08

『壹』 巨化集团公司怎么样

简介:巨化集团公司原名衢州化工厂,创建于1958年5月。1984年8月更名为衢州化学工业公司。版1993年经国家经贸权委批准组建巨化集团公司。公司是全国最大的氟化工先进制造业基地和浙江省最大的化工基地,目前已形成以衢州、宁波、舟山、诸暨、江苏等为生产基地的功能布局雏形。

『贰』 浙江衢州巨化集团,工作环境和待遇怎么样

呵呵来,你是本科还是专科学历啊自?如果是专科的话来这里就有点吃亏了,因为大专生就是最基层的倒班工人,当然除了从事仪表或是机修工种外,其他的工种都是倒班的,而且环境不是很好,各种气体味道很重。至于待遇,工资扣了五险一金外,只能拿到1000多点,属于那种饿不死,但是永远都吃不饱的。专科生最好多考虑考虑,女生的话到是挺欢迎的,因为这里单身汉比较多,呵呵呵~~··

『叁』 巨化集团公司

王峰涛,1955年1月出生,浙江省委党校在职研究生文化,高级经济师。现任巨化集团公司总经理、专副董事长、属党委副书记。
曾任衢州化学工业公司电化厂聚氯乙烯车间副主任、主任,巨化集团公司电化厂副厂长、厂长,巨化集团公司董事、副总经理、副总经理兼建设部部长,中化蓝天集团有限公司副总。“发展以人为本,把人的生存环境、工作环境、发展环境放在第一位。”致力把企业打造为新材料、新能源、新环保、新用途产品的一流供应商和现代制造业优质服务商,全国乃至全球领先的氟硅新材料产业基地。

『肆』 九江佳华压电晶体材料有限公司怎么样

九江佳华压电晶体材料有限公司是2008-07-08注册成立的其他有限责任公司,注册地址位于修水县湘竹村(湘竹电站内)。

九江佳华压电晶体材料有限公司的统一社会信用代码/注册号是91360424674996115P,企业法人林春树,目前企业处于开业状态。

九江佳华压电晶体材料有限公司的经营范围是:压电晶体材料及相关制品生产、加工、销售。(依法须经批准的项目,经相关部门批准后方可开展经营活动)。

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『伍』 巨化下属公司有哪些

浙江衢州的巨化吗?
|宁波巨化化工科技有限公司 | 控股子公司 | - |100.00| 是 |
|浙江衢化氟化学有限公司 | 控股子公司 | - |98.00 | 是 |
上海巨腾实业有限公司 | 控股子公司 | - |95.00 | 是 |
|浙江兰溪巨化氟化学有限公司 | 控股子公司 | - |79.00 | 是 |
|浙江凯圣氟化学有限公司 | 控股子公司 | - |76.00 | 是 |
|浙江衢州巨塑化工有限公司 | 控股子公司 | - |74.50 | 是 |
|景宁塑众化工贸易有限公司 | 控股孙公司 | - |70.00 | 是 |
|浙江巨邦高新技术有限公司 | 控股子公司 | - |62.50 | 是 |
|巨化集团公司 | 控股股东 | 31689.00 |56.91 | 是 |
|浙江衢州巨泰建材有限公司 | 控股子公司 | - |55.00 | 是 |
|厦门巨达贸易有限责任公司 | 控股子公司 | - |55.00 | 是 |
|浙江凯恒电子材料有限公司 | 控股孙公司 | - |51.00 | 是 |
|浙江巨鑫化工有限公司 | 控股子公司 | 1168.00 |51.00 | 是 |
|上海巨化实业发展有限公司 | 联营公司 | - |40.00 | 否 |
|衢州巨化华辰物流有限公司 | 联营公司 | - |35.00 | 否 |
|淅川县九信电化有限公司 | 联营公司 | - |30.00 | 否 |
|浙江晋巨化工有限公司 | 联营公司 | - |30.00 | 否 |
|宜昌市巨化实业发展有限公司 | 联营公司 | - |30.00 | 否 |
|浙江衢州巨化昭和电子化学材料| 联营公司 | - |29.00 | 否 |
|有限公司 | | | | |
|巨化集团公司广州经销中心 | 同一控股股东 | - | - | 否 |
|巨化集团公司锦纶厂 | 同一控股股东 | - | - | 否 |
|衢州化学工业公司上海得邦公司| 同一控股股东 | - | - | 否 |
|浙江巨化新联化工有限公司 | 同一控股股东 | - | - | 否 |
|巨化集团公司汽车运输有限公司| 同一控股股东 | - | - | 否 |
|巨化集团公司工程有限公司 | 同一控股股东 | - | - | 否 |
|浙江巨化塑胶有限公司 | 同一控股股东 | - | - | 否 |
|浙江华东巨化物流有限公司 | 同一控股股东 | - | - | 否 |
|宁波经济技术开发区巨龙贸易服| 同一控股股东 | - | - | 否 |
|务有限公司 | | | | |
|巨化集团公司制药厂 | 同一控股股东 | - | - | 否 |
|巨化集团公司再生资源开发中心| 同一控股股东 | - | - | 否 |
|巨化集团公司杭州公司 | 同一控股股东 | - | - | 否 |
|浙江南方工程建设监理有限公司| 同一控股股东 | - | - | 否 |
|浙江巨化电石有限公司 | 同一控股股东 | - | - | 否 |
|浙江巨化化工矿业有限公司 | 同一控股股东 | - | - | 否 |
|浙江巨化集团进出口有限公司 | 同一控股股东 | - | - | 否 |
|浙江工程设计有限公司 | 同一控股股东 | - | - | 否 |
|巨化集团公司兴化实业有限公司| 同一控股股东 | - | - | 否 |
|浙江巨圣氟化学有限公司 | 同一控股股东 | - | - | 否 |
|浙江巨化工联对外贸易有限公司| 同一控股股东 | - | - | 否 |
|浙江衢州巨化气雾有限公司 | 同一控股股东 | - | - | 否 |
|宁波巨环工贸实业有限公司 | 同一控股股东 | - | - | 否 |
|温州衢化东南工贸公司 | 同一控股股东 | - | - | 否 |
|浙江巨化建化有限公司 | 同一控股股东 | - | - | 否 |
|金华巨金化工有限公司 | 同一控股股东 | - | - | 否 |
|深圳巨化华南投资发展有限公司| 同一控股股东 | - | - | 否 |
|巨化集团公司设备材料公司 | 同一控股股东 | - | - | 否 |
|巨化集团建德矿业有限公司 | 同一控股股东 | - | - | 否 |
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『陆』 兰台湖北晶体材料有限公司怎么样

兰台湖北晶体材料有限公司是2016-06-13在湖北省宜昌市开发区注册成立的有限责任公司(自然人投资或控股的法人独资),注册地址位于宜昌高新区兰台路19号。

兰台湖北晶体材料有限公司的统一社会信用代码/注册号是91420500MA48AERC4A,企业法人上官东方,目前企业处于开业状态。

兰台湖北晶体材料有限公司,本省范围内,当前企业的注册资本属于一般。

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『柒』 我国人工宝石产业发展现状及有关的几个问题

陈汴琨

作者简介:陈汴琨,中宝协人工宝石专业委员会第一、二、三届主任委员,原北京航空航天大学材料科学和工程系教授。

一、我国人工宝石产业概况

中国的人工宝石产业起源于20世纪50年代后期,最初,发展此类产业的目的不是为了美化生活,而是为了满足工业上(尤其是军工部门)的需要。例如在1958年前后,为了发展精密仪器仪表工业,引进了国外(主要是苏联)生长红蓝宝石的工艺技术,其中主要是焰熔法生长红宝石梨晶技术和设备,60年代初开始生产出宝石晶体并用以制造仪表轴承。高峰时期曾有20多家焰熔法合成宝石工厂,能生长出红、蓝、黄等十几种颜色的刚玉系列宝石(包括星光刚玉宝石),尖晶石系列以及金红石和钛酸锶等仿钻石人造宝石。自此开启了中国人工宝石产业的先河。

但是,作为美化、装饰生活的人工宝石产业的规模化发展,严格地说,是从20世纪80年代初改革开放以后才开始的。随着人民生活水平的提高,对装饰美化生活的宝石饰物的需求也急剧增加,加上国外原本就有很高的需求,人工宝石晶体产业自然也就跨越了仅仅局限于工业和科技行业的门槛,步入了千家万户,成为深受普通大众喜爱的装饰用消费商品。资料表明,到2005年止,我国珠宝首饰加工企业(包括人工宝石)具一定规模的有5000多家,珠宝玉石加工及零售的专业厂、店超过3万个,从业及相关人员300多万,2005年国内销售总额达1400亿元,出口创汇54.9亿美元,其中国营或国营控股企业在全国珠宝首饰企业总数中不足10%,产值不足10%,非公有制企业占90%以上。其间,人工宝石产业也有了很大的进展。人工宝石是在实验室和工厂中合成或生长出来的,它的生产量可以根据市场的需要进行调节。从仿制已有的天然宝石来说,人工宝石的目标是力求达到相应天然宝石中档次最高、质量最好,且最美观漂亮的品相。自然,人工宝石的价格比相同质量的天然宝石便宜很多。且由于其非常漂亮,可以做出许多不同的款式,适合于普通大众佩带和使用,具有广泛的群众基础,弥补了由于天然珠宝的矿产资源有限,尤其是高档宝石及其优质品更少,且价格昂贵,很难满足市场上广大人民群众对流行时尚饰品的大量需求的不足之处。举例来说,钻石的稀少和价格昂贵众所周知,一只镶嵌有大量钻石的手表(俗称满天星)价值数十万元人民币;而如果用外观性能相近似的合成立方氧化锆镶嵌,则只需数百元人民币,其普及率自然很高。

我国人工宝石产量虽然没有专门机构精确统计,但人工宝石不同专业的专家对本行业的生产量还是比较清楚的。下面是几类人工宝石的专家提供的资料:截至2005年9月,我国有合成立方氧化锆晶体用的冷坩埚生长炉205台,每炉能生产400kg,年总生产能力达到12300t左右,但开工率不足,实际年生产量6000t左右,用以磨制的合成立方氧化锆颗粒约120亿粒/年,居世界第一;截至 2000年底,我国年产合成水晶1760t,居世界第一;焰熔法合成红宝石和无色蓝宝石,截至 2004年9月统计,年产量已经达到235t,若加上福建屏南鑫磊晶体有限公司新建的300t焰熔法红宝石投产,那么总产量可望达到年产量 535t,在世界上也排名第一;截至 2002年中,我国人工合成工业磨料级金刚石年产量达到12亿克拉以上,也是世界第一;根据2006年7月底所得到的信息,我国人工合成金刚石已不限于只能作为磨料的粉体,而是可以作到厚1mm左右,面积100cm2左右,重量为150克拉的块体,只不过价格还偏高,这样一块金刚石原料价格大概为1万元人民币。另外,2004年,我国的玻璃质仿金星石年产量达到 600t,由于产量高、质量好、价格便宜,意大利和日本的同类产品被挤出了中国市场,其产量也是世界第一;由我国科技工作者自主创新开发的产品,如人工合成的人造夜光玉、掺杂稀土改性的高折射率玻璃质人工宝石(俗称稀土玻璃)等,也是世界第一。仅就这些数据,可以自豪地说,我国人工宝石的产量名列世界前茅乃至世界第一是完全有科学根据的,是当之无愧的。

二、有关今后我国人工宝石产业发展的几个问题

1.人工宝石产业如何在今后能继续发展,成为可持续发展的产业经济

作为我国市场经济一部分的人工宝石产业,其产业链大致由如下几部分组成(图1)。

图1 人工宝石的产业链组成

在一般情况下,只要不发生意外,例如战争、自然灾害等,世界各国对人工宝石的需求不会间断,且总是不断地呈现增长的态势。但需求的关系并非直线发展,而是一种在市场规律作用下自动抑扬调控的动态平衡。但是,人工宝石产业之所以近20年来在我国得到长足的进展,主要依靠的是在我国能获得廉价而熟练的劳动力和相对低廉的能源供应,从而能获得更高的利润。是一种由外向内(例如由香港经广州再伸展至梧州),从高能价地区(如北京、上海等大城市)向偏僻的低能价地区(如广西资源县、四川雅安市等)转移的劳动密集型产业,而不是一种自主开发以创新为主的高科技产业。即使是晶体生长技术,也是属于较成熟的能大批量生产晶体的技术的移植、改进和开发,且市场掌握在外商手中,从而随着产量上升价格反而一降再降。例如:人工合成立方氧化锆晶体在20世纪80年代中期我国刚投放市场时,每千克价格为800~1000元人民币;而20年后的今天,每千克价格已降至 80至100元人民币,下降至原来的

,以至于只剩下非常微薄的利润空间留给生产厂家和工人。必须看到的是,随着时间的流逝,即使是这种低利润、高度劳动密集型的加工形式,其加工利润也还将随销售价格的内部竞争而愈来愈小,以至于趋于极限。但生产者又必须得到一定的利润才能维持企业的生存,那么,出路何在呢?根据国内外的发展道路和经验,出路在于:在保持现有品牌的基础上,开拓发展具有高技术含量,能带来更高效益和更高附加值的生产技术和工艺设备,以及相关产业链。例如:加工大量消费旺盛的玻璃质仿钻石产品,在国外(奥地利、捷克等)早已不用人工方法切磨,而是直接用自动化机械设备将玻璃棒从切割至琢磨、抛光一次性完成(每小时约生产40万颗);为提高折射率而采用的亭部镀金属(铝、铜等),也是在真空镀膜机中成千上万粒一次性镀成,其效率大大超过人工加工,目前我国也高价从国外引进了数条此类生产线,其效益明显高于投资于设备的成本。对于合成立方氧化锆的加工:目前,自动磨削、抛光设备从 20世纪80年代开发至今,几经反复,也终于问世,其效率也远高于人工加工,今后将逐渐减少对手工加工制品的依赖是必然的趋势。

又如:用焰熔法生长的红宝石和蓝宝石,其价格虽较提拉法生长的红宝石和蓝宝石便宜,但因其内部缺陷多、尺寸小,不能用作 LED光源材料基片,更不能用作导弹窗口材料等高科技、高附加值产品,因而即使提拉法所需设备的一次性投资较焰熔法高,但所产生的效益和利润将十倍乃至百倍高于焰熔法生产的刚玉类宝石。目前,浙江衢州市巨化集团公司下属的晶体材料厂所走的正是这样一条道路,并且得到了巨大的进展。

对于时尚饰品而言,正在不断地推陈出新。根据时尚的需求,不断地设计和制造出一批又一批新颖的更新换代产品,以满足顾客不断变化的口味,是企业得以生存、发展的关键。在这方面,浙江义乌的“新光饰品有限公司”所走的道路为我们树立了一个样板和典范。该公司现为全国最大的时尚饰品生产企业,他们已独立开发出锡-铅合金、爪链合金、铜-银合金等五大系列镶有玻璃仿钻石品、合成立方氧化锆等人工宝石20余类、30多万种款式的产品,销售网络覆盖全国,产品远销海外70多个国家和地区。2005年9月,新光饰品被认定为“中国名牌”产品。据介绍,公司现有职工5600人,每天仅生产使用玻璃仿钻石就达500万粒,仅每天把这些玻璃仿钻石品粘到饰品上的人就需要约600人。公司之所以取得如此巨大的成绩,重要的一点是公司拥有一支强大的设计队伍,不断地开发出新款式的饰品。走进公司的样品陈列室,人们都不能不为那精巧玲珑、琳琅满目、熠熠生辉的各种各类饰品所吸引,饰品令人目不暇接,而且价格合理,顾客盈门,产品畅销海内外。

总之,企业发展到一定规模后,要得到持续的发展,一定要高度重视自主开发创新,需投入一定的资金和精力,有一个独立的研发部门,不断地推陈出新,推出符合不断变化的市场需求,进一步引导市场需求的新产品,才能立于持续发展的不败之地。

2.如何将我国的人工宝石产业打造成为绿色环保型产业

随着国内外对生态环保、生命健康愈来愈高的重视和要求,人们对导致环境污染的各种因素(诸如大气排放、污水排放、生活环境中的重金属污染等)要求愈来愈严,指标愈来愈高,在经济发达的欧美、日本等地尤其更甚。

在污染源中,与人工宝石行业关系密切的莫过于重金属污染。所谓重金属,是指密度在5g/cm3以上的金属,如金、银、铜、铅、锌、镍、钴、镉、铬和汞等共45种,而从环境污染角度来看,所指的重金属,实际上主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属。其中,与人工宝石行业关系最为密切的重金属是铅,例如:饰品中大量使用的玻璃质仿钻石,俗称“水钻”,其主要成分即为含铅量高达20%以上的铅玻璃,加入铅的目的是为了提高折射率,这种玻璃有时在市场上又称“水晶玻璃”,可以作饰品也可以作摆件,市场销售量很大。又如,目前市场上时尚饰品中,各种镶玻璃仿钻石的金属材料制成的饰品,由于价格较金、银饰品低廉很多,且款式众多,很受大众喜爱,已大量出口至欧美各国,但饰品中主要的金属成分则是铅-锡合金,铅含量达30%以上。此外,在各类塑料制品中(包括玩具、饰品、包装盒等),为了抗老化脆裂,往往加入氧化铅作为增塑剂,含量在百分之几范围内。由此可见,铅在人工宝石行业中的应用是非常广泛的。

铅对人体健康的危害,是通过铅进入人体来产生作用的。铅可以通过皮肤接触和口腔、呼吸道进入人体,铅能与多种器官亲和,对神经、血液、消化道、心脑血管、泌尿道等多个系统造成损害,严重影响人体新陈代谢。它堵塞金属离子代谢通道,造成低钙、低锌、低铁,且导致补充困难。体内的铅靠人体自身排除是很慢的,在不继续接受铅污染的条件下,骨骼内的铅要经过 20年才能排除一半。因此铅中毒损害人体器官是终身的,不可逆的。

在人工宝石及饰品的生产企业中,铅主要是以粉尘和烟雾的形式通过呼吸道和消化道进入人体的;对消费者来说,主要是通过皮肤接触进入人体。铅进入人体后即进入肝脏,小部分由胆汁排入肠内,随粪便排出体外;另一部分则进入血液,随血液先分布在各个组织里,以肝、肾中含量最高,随后以不溶于水的磷酸铅形式沉淀在骨骼和头发等处。急性铅中毒临床表现为恶心、呕吐、腹绞痛和便秘等胃肠道症状。慢性铅中毒,患者早期症状是乏力,肌肉、关节酸痛,腹痛和神经衰弱症状等,随着病情加重,还可出现贫血、腹绞痛、胃下垂、肾功能衰退等更严重的症状。此外,高浓度铅接触还会引起女性不孕、流产、死产,还可由母体经胎盘、乳汁传递给胎儿或幼儿。总之,铅对人类健康的影响十分严重,危害巨大。因此,国内外已将铅列为对人体健康危害最大的四种重金属之一。从2006年7月1日起,欧盟开始执行在2003年就制定出的标准和法律:在家用电器、玩具、焊接材料、时尚饰品乃至电脑中,禁止使用含铅等六类超标的有害重金属材料,这一法律称为ROHS标准,又称为ROHS环保指令或无铅指令认证,该指令主要针对的是电气和电子类产品,但也包括玩具、钟表及体育用品等。这就意味着从此之后,大量的机、电产品以及含铅的人工宝石及时尚饰品等将不再允许从我国出口至欧洲。据估计,对我国出口至欧洲产品金额的损失可能高达560亿美元。其中自然包括人工宝石及其深加工制品,因为出口的饰品中相当一部分是销往欧盟的。

除了重金属污染外,在人工宝石及时尚饰品行业中,还存在其他的污染源,如电镀中还采用有剧毒的氰化物,磨制宝石中的粉尘污染,磨削废料的倾倒污染,等等。由此可见,如何将我国的人工宝石行业打造成绿色生态环保型行业,是一项刻不容缓的任务。它不仅关系到人民的健康,还直接影响到产品的生产、销售和出口,是关系到企业生存的大问题。

为此,首先应当进行的工作是与国际接轨,根据我国国情和国内有关的法律、政策及标准,制定出相应的行业标准和国家标准,同时也应制定出相应的检测方法和标准,以及产品标志等。当然,更重要的仍然是如前所述的,建立自己的创新、开发机制,不断开发出新的绿色环保型产品,例如,开发饰物用低熔点金属,用不含铅的锡-铜-锌或锡-铜-银系合金来代替,等等。

3.如何将人工宝石产业构建成为循环经济产业链的重要组成部分

为了使我国的人工宝石产业能成为不断壮大的可持续发展产业,除了市场需求这一第一要素外,如何尽可能促使其融入我国的循环经济产业链也是十分重要的。例如:对于人工宝石的晶体材料生产,诸如红宝石、蓝宝石、合成立方氧化锆、尖晶石等,都是高能耗产业,在能源紧张的今天,注定会受到能源价格的制约。因此,国内外纷纷将上述晶体生长企业迁往低能源价格的地点,但这还不能构成循环经济,还要独辟蹊径,在这方面做得较好的企业可以福建屏南县的鑫磊晶体材料公司(简称鑫磊公司)为例:该公司附近的某化工厂生产时排出大量有毒的废氯化氢气,过去一段时间一直向大气排放,污染十分严重,被列为全国“十大污染案例”之一,鑫磊公司与中国科学院大连化学物理研究所合作,将废气分解成可回收的氯气和氢气,每年可消除相当于2t左右剧毒的氯气,并回收成可利用的含氯化合物。回收的可燃烧的氢气约3000万立方米/年,约折合成年生产1.65亿千瓦·时的电能,相当于年生产300t焰熔法红宝石(或蓝宝石)晶体所需能耗,既消除了污染,又获得了大量低价能源,所创年产值可达1.5亿元人民币左右。所生产的刚玉系列晶体除作为人工宝石外,还可进一步作为节能灯LED基片晶体的原材料,从而构成一条循环经济的生产链。目前,鑫磊公司已被福建省和国家发改委列为循环经济产业的典型和样板。

同样,磨制宝石的废弃粉料如果任其随便丢弃和排放,也会成为污染源。目前,我国环保卫生部门正就土壤和河流中的难分解微细颗粒物的含量,诸如SiO2,Al2O3,ZrO2,TiO2等制定防污染限量标准,因此,如何回收利用磨制大量人工宝石过程中所留下的废弃粉料,必然是重要的课题。实际上,废弃的各类粉体,虽然是各种磨削中废料的混合物,成分复杂,但仍然是以无机氧化物为主,有机物质只占少数,只要在800℃以上高温煅烧,有机物即可全部去除。剩余粉料经研磨机反复研磨,即可达到超微细粒度,可以用作为:①远红外线保暖纤维或泡沫塑料、远红外陶瓷甚至美容化妆品的主要原料;②工业上的隔热保温材料;③建筑材料中隔热涂料原料。其价格随着粒度的减小而增加,最高可到200~300元/千克。

三、人工宝石专业委员会今后在人工宝石产业中的定位和作用

人工宝石专业委员会是中宝协下属的分支结构,根据中宝协章程,在新一届委员会成立后的未来几年内,将着重抓如下的几项工作:

1)继续加强与国内外人工宝石行业内同仁们的联系,做好为广大企事业单位的相关服务工作,诸如收集、统计、分析、发布行业信息等。

2)积极组织并参与品牌培育和推荐工作。

3)配合国家的有关职能部门,制定出有关产品的各种质量标准和规范。

4)积极协助并组织对需要帮助的企业进行技术改进、人员培训、科普教育方面的技术服务工作。

5)做好桥梁和纽带作用,组织商贸洽谈会,组织国内企业参与国际市场竞争。

『捌』 熔体泡生法生长高质量蓝宝石的原理和应用

孙广年于旭东沈才卿

第一作者简介:孙广年,中宝协人工宝石委员会第一、二届委员,第三届副主任委员,浙江省巨化集团晶体材料厂厂长。

一、引言

材料科学是现代文明的三大支柱(能源、信息、材料)之一,是人类文明的物质基础。晶体生长属于材料科学范畴并且是它的发展前沿。业已证明,一些高新科学技术的发展,无一不和晶体材料密切相关;军事工业的发展,例如导弹、无人驾驶飞机、潜艇、人造卫星及宇宙飞船等的窗口材料都需要晶体生长的优质材料,这些材料的好坏决定着技术水平的高低,而且只有在材料方面有所突破,才能希望相关技术有所突破。高质量的无色蓝宝石由于它的特殊优良性能,有着非常广泛的用途,例如蓝宝石单晶具有独特而优良的物理化学性质,特别是在0.2~5.0μm波段有良好的透光性,可广泛用于红外军事装备、卫星和空间技术等领域。由于蓝宝石晶体的电介质绝缘、有恒定的介电常数等特性,使其成为应用最广泛的衬底材料之一。为此,世界各国都在想方设法进行研究和生产。浙江省巨化集团公司晶体材料厂经过多年的努力,用熔体泡生法和熔体提拉法相融合的技术生产出了高质量的无色蓝宝石,已生产出直径达到220mm以上,重28kg以上,不仅可以用于军事工业的窗口材料,也可以用于衬底材料和发光二极管(LED)节能环保行业,具有无限的潜力和发展前景。

二、高质量蓝宝石晶体生长技术简要

蓝宝石是刚玉宝石的一种,除了红色的红宝石以外,其他刚玉宝石都叫蓝宝石。无色蓝宝石是蓝宝石中的一种,化学成分为三氧化二铝(Al2O3),三方晶系,抛光表面具亮玻璃光泽至亚金刚光泽,一轴晶负光性,折射率值为1.762~1.770,双折射率为0.008~0.010,摩氏硬度为9,密度约为4.00g/cm3

蓝宝石的人工合成方法主要有焰熔法、助熔剂法和熔体法,其中熔体法又包括好几种方法。但是,焰熔法和助熔剂法都不能生长出高质量的蓝宝石大晶体,原因是:焰熔法生长的宝石晶体除单个晶体比较小外,晶体还具有大量的镶嵌结构,质量欠佳;助熔剂法生长的宝石晶体也很小,并且包含有助熔剂阳离子,质量也不太好。只有熔体法生长的宝石晶体具有纯度和完整性都高的特点,并且单个晶体大,能成为现代高科技及国防工业急需的高质量宝石晶体。熔体法生长宝石的原理是:将构成宝石成分的原料放在耐高温坩埚中加热熔化,然后在受控条件下,通过降温使熔体出现过冷却,从而使晶体生长出来的方法。由于降温的受控条件不同,因此从熔体中生长出高质量宝石晶体的方法也稍有不同。目前,世界上主要的熔体法高质量蓝宝石晶体生长技术有以下4种:①Czochalski熔体晶体提拉法;②EFG(Edge-defined Film-fed Growth)熔体导模法;③HEM(Heat Exchanger Method)熔体热交换法;④Kyropoulos Method熔体泡生法。以上4种从熔体中生长宝石晶体的方法,其技术特点和优缺点简要介绍如下。

1.熔体晶体提拉法

熔体晶体提拉法(简称熔体提拉法)是利用籽晶从熔体中提拉生长出晶体的方法。该方法能在短期内生长出大而无位错的高质量单晶,是由J.丘克拉斯基(J.Czochalski)在1917年首先发明的,所以又称丘克拉斯基法,简称 Cz提拉法,为熔体中生长晶体最常用的方法之一。其主要技术特点是所有使用提拉法生长晶体的共同基础,简述如下:将宝石组分的原料装在坩埚中,并被加热到原料的熔点以上,此时,坩埚内的原料被熔化成熔体;在坩埚的上方有一根可以旋转和升降的提拉杆,杆的下端带有一个夹头,其上装有籽晶,降低提拉杆,使籽晶插入熔体中,调好温度,使籽晶既不熔掉也不长大,然后缓慢地向上提拉和转动籽晶杆。同时,缓慢地降低加热功率,经过缩颈—扩肩—等径生长—收尾的生长全过程,就能得到所需直径的晶体。整个生长装置安放在一个可以封闭的外套里,以便使生长环境中有所需要的气氛和压强;通过外罩的窗口,可以观察到生长的情况。其生长原理见图1。此方法的主要优点是:①在生长过程中可方便地观察晶体生长的状况;②晶体在熔体表面处生长,不与坩埚相接触,这样能显著减小晶体的应力,并防止坩埚壁的寄生成核;③可以方便地使用定向籽晶和“缩颈”工艺。“缩颈”后的籽晶,其位错可大大减少,这样可使扩肩后生长的晶体,其位错密度降低,得到完整性很高的晶体。此方法的主要缺点是晶体比较小,最多能达到直径2~3英寸

1英寸=25.4mm。,不能适应现代高科技和国防工业对大尺寸晶体的要求。在生长大尺寸晶体上,其他3种方法都优于Czochalski熔体晶体提拉法。

20世纪70年代,由于激光材料研究的需要,我国开始研制人造钇铝榴石(YAG)和人造钆镓榴石(GGG)晶体的熔体提拉法生长技术,由于军事工业发展的需要和尖端科技研究及应用的需要,熔体提拉法生长宝石晶体技术后来得到了进一步的发展和完善,现在已能够顺利生长出许多有实用价值的宝石晶体(图2,3),如合成无色蓝宝石、合成红宝石、人造钇铝榴石(YAG)、人造钆镓榴石(GGG)、合成变石等。

图1 熔体提拉法晶体生长示意图

图2 熔体提拉法生长的蓝宝石晶体

图3 熔体提拉法生长的激光晶体

2.熔体导模法

熔体导模法是改进型的熔体晶体提拉法,可以控制晶体形状。其主要工艺技术特点是:将一个高熔点的惰性模具放于熔体之中,模具的上表面具有所需形状的“图案”,下部带有细的管道直通模具顶端,熔体由于毛细作用被吸引到模具的上表面,与一个籽晶接触后,熔体随籽晶的提拉而高于模具表面时,能自动拓展到“图案”的边缘,在随后的提拉中生长出模具顶端形状的晶体。它的主要优点是可以按我们的要求生长出多种形状的晶体,Saint-Gon公司用此技术能够生长直径450mm到500mm的蓝宝石光学用晶片,而日本京瓷公司则可以用改良的技术生长LED衬底使用的C面晶片,并拥有该项技术的专利。其原理示意如图4所示。此方法生长晶体的设备和工艺技术难度较大,不易推广。

图4 熔体导模法晶体生长示意图

图5 熔体热交换法生长的350mm蓝宝石晶体

3.熔体热交换法

熔体热交换法的实质是控制温度,让熔体在坩埚内直接凝固结晶。其主要技术特点是:要有一个温度梯度炉,这个温度梯度炉是在真空石墨电阻炉的底部装上一个钨钼制成的热交换器,内有冷却氦气流过。把装有原料的坩埚放在热交换器的顶端,两者中心相互重合,而籽晶置于坩埚底部的中心处,当坩埚内的原料被加热熔化以后,氦气流经热交换器进行冷却,使籽晶不被熔化。随后,加大氦气的流量,带走更多的熔体热量,使籽晶逐渐长大,最后使 整个坩埚内的熔体全部凝固。此方法的主要优点是:晶体生长时,坩埚、晶体、加热区都不动,消除了由于机械运动而造成晶体的缺陷;同时,可以控制冷却速率,减少晶体的热应力及由此产生的晶体开裂和位错等缺陷,是生长优质大晶体的好方法。但这个方法的设备条件高,整个工艺复杂,运行成本高,因此并没有被广泛应用。该工艺为Crystal System公司专利技术,主要为美国军方提供整流罩,目前已经生长出直径350mm的蓝宝石晶体(图5)。

4.熔体泡生法

熔体泡生法是1926年由Kyropouls发明的,经过几十年来科研工作者的不断改进和完善,目前是解决熔体晶体提拉法不能拉大直径晶体的方法之一。其生长晶体原理示意如图6所示,其主要技术特点是:将待生长的晶体原料放在耐高温的坩埚中加热熔化,然后调整炉内温度场,使熔体上部处于稍高于熔点状态;籽晶杆上安放一颗籽晶,让籽晶接触熔融液面,待籽晶表面稍熔后,降低表面温度至熔点,提拉并转动籽晶杆,使熔体顶部处于过冷状态而结晶于籽晶上,在不断提拉的过程中,生长出圆柱状晶体。晶体在生长过程中或生长结束时不与坩埚接触,这就大大减少了晶体的应力,可以获得高质量的大直径晶体。它与熔体晶体提拉法不同之处在于扩肩时晶体直径比较大,几乎与坩埚直径相同(比较图1和图6),加上晶体不与坩埚接触,这些就是熔体泡生法的工艺特点和难点所在。浙江巨化集团公司晶体材料厂通过将熔体泡生法与熔体提拉法技术相融合,开发了这种高质量的蓝宝石生长技术,并以生长无色优质蓝宝石晶体为主要产品,有人也把此方法称为“熔体泡生提拉法”。目前已能生长出直径220mm以上,重28kg以上的高质量无色蓝宝石晶体,产品见图6。

图6 熔体泡生法生长晶体的原理示意图及其产品

三、熔体泡生法生长高质量无色蓝宝石晶体的工艺

1)将纯净的α-Al2O3原料装入坩埚中。坩埚上方装有可旋转和升降的提拉杆。杆的下端有一个籽晶夹具,其上装有一粒定向的无色蓝宝石籽晶(注:生长无色蓝宝石时不加致色剂,籽晶也要用无色蓝宝石,无色蓝宝石晶体比有色蓝宝石晶体用处更大)。

2)将坩埚加热到 2050℃以上,降低提拉杆,使籽晶插入熔体中。

3)控制熔体的温度,使液面温度略高于熔点,熔去少量籽晶以保证能在籽晶的清洁表面上开始生长。

4)在实现籽晶与熔体充分沾润后,使液面温度处于熔点,缓慢向上提拉和转动籽晶杆。控制好拉速和转速,籽晶就逐渐长大。

5)小心地调节加热功率,使液面温度等于熔点,实现宝石晶体的缩颈—扩肩—等径生长—收尾的生长全过程。

整个生长装置安放在一个外罩里,以便抽真空后充入惰性气体,使生长环境中保持所需要的气体和压强。通过外罩上的窗口可观察晶体生长情况,以便随时调节温度,使晶体生长过程正常进行,用这种方法可以生长出大直径高质量的无色蓝宝石晶体。

四、熔体泡生法生长优质蓝宝石的技术要点

蓝宝石属三方晶系,晶体结构存在着两个主要的滑移体系(底面滑移系和柱面滑移系),因此在采用提拉法生长蓝宝石单晶工艺中,温场的温度梯度和晶体生长方向的合理选择将对蓝宝石单晶的质量产生关键的影响。

1.建立合理的温度梯度是生长优质晶体的首要条件

热系统是温度梯度的决定因素,是生长优质晶体的基本条件。当晶体恒温生长时,根据界面稳定条件:

中国人工宝石

中国人工宝石

所以有

中国人工宝石

因此界面保持稳定的最大生长速率为

中国人工宝石

式中:

分别为界面附近熔体和晶体中的温度梯度;K1和Ks分别为熔体和晶体的热导率;L为结晶潜热;ρ为晶体密度。

从式(3)中可以看出,晶体的最大生长速率取决于晶体中温度梯度的大小,要提高晶体的生长速率,必须加大温度梯度。但是,晶体中温度梯度过大,将会增加晶体的热应力,引起位错密度增加,甚至导致晶体开裂。

因此,根据无色蓝宝石单晶的热导率等性质,建立合理的温度梯度是生长完整单晶的前提。

2.晶体的生长方向选择很重要

无色蓝宝石属于三方晶系,存在有两个主要的滑移系:(0001)面沿

方向的底面滑移系和

面沿

方向的柱面滑移系。滑移最易沿原子密度大的晶向发生,因此晶体生长界面与(0001)面交角大时,由于底面滑移,易于产生大量晶界;当滑移比较严重时,则可能产生滑移带,形成孪晶;相反,则不易产生滑移,晶界不易生成。

沿0°取向即(0001)生长时,晶体外形的对称截面虽易呈六角形,但是缺陷会优先在光轴方向增殖,容易形成镶嵌结构,破坏晶体结构的完整性。

由此可见,选择合适的晶体生长方向是必要的,我们根据多次试验找到了生长优质无色蓝宝石的晶体生长方向。我们认为,根据所建立的温度梯度,选择合适的晶体生长方向是生长高质量无色蓝宝石单晶的关键。

五、熔体泡生法生长优质无色蓝宝石的应用

熔体泡生法生长的优质蓝宝石通常应用于国防工业、军工科技和尖端科学技术研究领域,其边角料或不合格原料可以用于珠宝首饰行业。熔体泡生法生长的优质蓝宝石之所以在国防工业、军工科技和尖端科学技术研究领域中有广泛的应用,是由无色蓝宝石晶体本身的优良性能决定的。无色蓝宝石单晶的部分性能参数见表1。

表1 无色蓝宝石单晶部分性能

1.优质无色蓝宝石晶体在基底中的应用

优质无色蓝宝石晶体由于其卓越的性能,在一些基底应用中成为首选材料。主要表现在以下几个领域内:

1)蓝光 LED发光二极管基底材料(BLED’s)——在无色蓝宝石基底上生长Ⅲ—V族和Ⅱ—Ⅵ族化合物;

2)红外探测器——无色蓝宝石晶体可以作为生长碲镉汞晶体(HgCdTe)的基底;

3)砷化镓晶片(GaAs)的基底;

4)微波集成电路材料。

一方面在微电子集成电路应用方面,R面—

晶面的无色蓝宝石衬底是异质外延硅的首选材料:由于无色蓝宝石单晶具有高且稳定的介电常数,使其特别适合作微波和高速集成电路以及压力传感的异质衬底。另一方面,在无色蓝宝石单晶上可以外延铊等混合超导化合物,制作高电阻器件,也可以用来生长GaAs或者用它做其他一些材料的载片。

另外,A面—

晶面无色蓝宝石单晶衬底:由于无色蓝宝石单晶具有稳定的介电常数和高绝缘性,可用作高温超导材料的载体。

再有,C面—{0001}晶面的无色蓝宝石单晶衬底有单面或者双面抛光的,被广泛应用于外延生长Ⅲ—V和Ⅱ—Ⅵ族化合物,如蓝光 LED用的GaN衬底(白光 LED是在蓝光 LED的基础上,经过荧光粉效应而产生的)。其次,也被用于制作红外探测用的汞镉锑化合物器件的载体。

2.优质无色蓝宝石在发光二极管(LED)领域中的应用

LED的应用领域非常广,包括通讯、消费性电子、汽车、照明、信号灯等。我们可大体把它们区分为背光源、照明、电子设备、显示屏、汽车等五大领域。在地球资源日渐衰竭的今日,环保和节能是当今各产业发展的重心,尤其是需要消耗大量电力的照明产业,在光源的研发上,更趋向于环保和节能。发光二极管(LED)的出现,是对人类照明世界的一次革命,对人类的未来有着重大影响与改变。LED除了耗能低、寿命长之外,还有以下优点:

1)应用非常灵活:可以做成点、线、面各种形状的轻、薄、短小产品;

2)环保效益佳:由于光谱中没有紫外线和红外线,也没有热量和辐射,属于典型的绿色照明光源,而且废弃物可回收,无污染;

3)控制极为方便:只要调整电流,就可以随意调光,不同光色的组合变化多端,利用时序控制电路,更能达到丰富多彩的动态变化效果。

LED不仅可用于大型广告显示屏,还可以用于建筑和交通照明。白光 LED的出现,是 LED从标识功能向照明功能跨出的实质性一步。白光LED最接近日光,能较好地反映照射物体的真实颜色,所以,从技术角度看,白光 LED无疑是LED最尖端的技术。

白光LED的市场应用将非常广泛,也是白炽钨丝灯泡及荧光灯的“杀手”。目前,白色LED已开始进入一些实际应用领域,如应急灯、手电筒、闪光灯等产品已相继问世。

据美国能源部预测,2010年前后,美国约有55%的白炽灯和荧光灯将被白光 LED替代,每年节电价值可达350亿美元,可形成一个500亿美元的大产业。日本提出,白光 LED将在2008年左右大规模替代传统白炽灯。为了抢占未来市场的制高点,通用电气、飞利浦、奥斯拉姆等世界三大照明工业巨头纷纷行动,与半导体公司合作成立 LED照明企业,目标是在 2010年前把LED发光效率再提高8倍,价格降低99%,前景多么诱人!

3.优质无色蓝宝石在GaN外延衬底材料中的应用

优质无色蓝宝石晶体是目前唯一商用的GaN外延衬底材料,而半导体发光技术的新成就,为优质无色蓝宝石晶体的应用开创了新的前景。通过在无色蓝宝石晶体基片上外延GaN,可以制作蓝光发光二极管(LED)。

目前LED的重要用途和前景正逐渐被人们所认识,随着 LED产业化的飞速发展,大尺寸、高品质的蓝宝石晶体将成为市场的新宠。

六、结语

我们用熔体泡生法与熔体提拉法相融合的技术生长出了优质的大直径无色蓝宝石。为了获得高质量的无色蓝宝石单晶,在晶体生长过程中,从晶体本身的特性出发,建立了合理选择温度梯度和晶体生长方向相融合的生长工艺。熔体泡生法生长的高质量无色蓝宝石单晶的应用领域非常广泛,可以应用于国防工业、军工科技和尖端科学技术研究领域,尤其是在衬底领域和发光二极管(LED)方面的应用,表现出优异的发展前景。

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