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一种蓝宝石强化方法

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2024年8月22日发(作者:茅昊天)

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.8

(22)申请日 2014.11.25

(71)申请人 蓝思科技(长沙)有限公司

地址 410311 湖南省长沙市长沙经济技术开发区漓湘路99号

(72)发明人 周群飞 饶桥兵 赵军华

(74)专利代理机构 长沙市融智专利事务所

代理人 颜勇

(51)

C30B33/02

C30B29/20

(10)申请公布号 CN 104451890 A

(43)申请公布日 2015.03.25

权利要求说明书 说明书 幅图

(54)发明名称

一种蓝宝石强化方法

(57)摘要

本发明公开了一种蓝宝石强化方

法,包括如下步骤:1)将蓝宝石镜片通过

夹具悬挂放置在退火炉中,之后将退火炉

内充满惰性气体;2)对退火炉内的蓝宝石

镜片进行阶梯式升温,先采用第一升温速

比加热至第一温度,然后采用第二升温速

比加热至第二温度;3)对退火炉内的蓝宝

石镜片在所述第二温度区间内进行保温;

4)对退火炉内的蓝宝石镜片进行降温后开

炉自然冷却。本发明处理过后的蓝宝石镜

片能有效提高蓝宝石4PB强度测试60%;

ROR强度测试能提高68.9%,同时操作简

单、方便,过程易控,有利于实现大规模

量产。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

法律状态

权 利 要 求 说 明 书

1.一种蓝宝石强化方法,其特征在于包括如下步骤:

1)将蓝宝石镜片通过夹具放置在退火炉中,之后将退火炉内充满惰性气体;

2)对退火炉内的蓝宝石镜片进行阶梯式升温,先采用第一升温速比加热至

3)对退火炉内的蓝宝石镜片在所述第二温度所在的区间内进行保温;

4)对退火炉内的蓝宝石镜片进行降温后开炉自然冷却。

2.根据权利要求1所述的一种蓝宝石强化方法,所述步骤1)中的夹具为横

截面为矩形或正方形的长条形蓝宝石晶棒,其端面晶向为A向,将所述蓝

晶棒穿过若干蓝宝石镜片上的通孔进行悬挂装夹。

第一温度,然后采用第二升温速比加热至第二温度;

宝石

3.根据权利要求2所述的一种蓝宝石强化方法,所述晶棒在进行热处理前进

行如下处理:将晶棒加工成型后进行抛光,然后放在空气退火炉内,以

空烧3h,降温冷却。 1500℃

4.根据权利要求3所述的一种蓝宝石强化方法,在步骤1)之前,先将蓝宝

石镜片在去离子风机下进行去静电。

5.根据权利要求4所述的一种蓝宝石强化方法,在步骤1)中,将蓝宝石镜

片通过晶棒悬挂放置在退火炉内后,首先将退火炉内抽真空,使炉内真空度

到1.0×10-5Torr以上,然后再向退火炉内通入惰

性气体至炉内压强达到1.0atm。

6.根据权利要求5所述的一种蓝宝石强化方法,步骤2)中所述的阶梯式升

温的具体过程如下:首先将退火炉内逐步升温5h至1150℃~1250℃,升温

220~240℃/Hr;然后再逐步升温4h,由1150~1250℃升温至

速比小于或等于150℃/Hr。

速比

1800~1825℃,升温

7.根据权利要求6所述的一种蓝宝石强化方法,步骤3)中所述的保温的具

8.根据权利要求7所述的一种蓝宝石强化方法,步骤4)中所述的降温的具

体过程如下:将退火炉内的温度在8h内以降温速比180~200℃/Hr从

℃降至室温。

体过程如下:将退火炉内的温度保持在1800~1825℃,并持续3h。

1800~1825

9.根据权利要求8所述的一种蓝宝石强化方法,在步骤4)降温结束后,往

退火炉内通惰性气体,至炉内压力达到1.0atm,保持30min后再开炉自然

冷却。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种蓝宝石强化方法,所述惰性气体为

氩气或氦气。

说 明 书

技术领域

本发明属于蓝宝石加工技术领域,具体涉及一种针对蓝宝石产品的物理强

背景技术

蓝宝石镜片以其硬度高、抗划伤能力强和优良的光学性能被许多公司导入

到手表镜片、手机屏幕领域,特别是蓝宝石手机面板逐渐从概念进入生产制

但在蓝宝石手机镜片加工过程中,机械研磨,CNC外形加工等机械

宝石镜片表面微观损伤,影响蓝宝石抗折弯强度。为提

通常需要对面板进行强化处理,目前已有的强化

方法,在蓝宝石表面镀一层离子膜,但这

专门针对蓝宝石镀膜强化的设备仅

高。

化方法。

造。

加工会造成蓝

高蓝宝石手机面板强度,

方法为PECVD(化学真空镀膜)

种方法表面外观无法达到要求。并且

限于实验测试用,设备价格昂贵,维护费用

发明内容

本发明解决的技术问题是:针对上述现有蓝宝石手机镜片等产品存在的抗

本发明采用如下技术方案实现:一种蓝宝石强化方法,包括如下步骤:

1)将蓝宝石镜片通过夹具放置在退火炉中,之后将退火炉内充满惰性气体;

2)对退火炉内的蓝宝石镜片进行阶梯式升温,先采用第一升温速比加热至

折弯强度的缺陷,提供了一种方便实用的蓝宝石强化方法,主要用于精密抛

后的蓝宝石晶片,可以有效提高蓝宝石镜片抗折弯强度。

第一温度,然后采用第二升温速比加热至第二温度;

3)对退火炉内的蓝宝石镜片在所述第二温度所在的区间内进行保温;

4)对退火炉内的蓝宝石镜片进行降温后开炉自然冷却。

进一步的,所述步骤1)中的夹具为横截面为矩形或正方形的长条形蓝宝石

晶棒,其端面晶向为A向,将所述蓝宝石晶棒穿过若干蓝宝石镜片上的通

行悬挂装夹。 孔进

进一步的,所述晶棒在进行热处理前进行如下处理:将晶棒加工成型后进

进一步的,在步骤1)之前,先将蓝宝石镜片在去离子风机下进行去静电。

进一步的,在步骤1)中,将蓝宝石镜片通过晶棒悬挂放置在退火炉内后,

首先将退火炉内抽真空,使炉内真空度达到1.0×10-5Torr以上,

炉内通入惰性气体至炉内压强达到1.0atm。

行抛光,然后放在空气退火炉内,以1500℃空烧3h,降温冷却。

然后再向退火

进一步的,步骤2)中所述的阶梯式升温的具体过程如下:首先将退火炉内

逐步升温5h至1150℃~1250℃(第一温度),升温速比220~240℃/Hr(第一

温速比);然后再逐步升温4h,由1150~1250℃(第一温度)升温至

℃(第二温度),升温速比小于或等于150℃/Hr(第二升温速比)。1800~1825

进一步的,步骤3)中所述的保温的具体过程如下:将退火炉内的温度保持

进一步的,步骤4)中所述的降温的具体过程如下:将退火炉内的温度在

在1800~1825℃,并持续3h。

8h内以降温速比180~200℃/Hr从1800~1825℃降至室温。

进一步的,在步骤4)降温结束后,往退火炉内通惰性气体,至炉内压力达

到1.0atm,保持30min后再开炉自然冷却。因为根据理想气体状态方程

退火升温过程,温度T升高,气体体压力P会相应增大,为

在步骤2)中温度升

额定压力进行

此在冷

nRT=PV。

了维持设备内压力,

高的过程中,应对退火炉内的压力进行监控,并根据设置的

自动泄压,以维持压力P稳定,气体分子数n就会相应减小;因

却过程中,温度T降低,压力P就相应变小了,在步骤4)中,为了打开

在本发明中,所述惰性气体为氩气或氦气。

本发明采用的悬挂蓝宝石面板的晶棒端面晶向为A向,A向为蓝宝石最不易

蓝宝石强化原理在于,微观来看,抛光后蓝宝石表面存在许多微裂纹,蓝

宝石内部存在加工后的机械应力,这两个因素会影响蓝宝石强度。热处理过

中,蓝宝石表面会形成很浅熔融态物质,冷却时表面发生重结晶,表

得到消除,同时蓝宝石内部存在的机械应力得到释放。本发明

石镜片能有效提高蓝宝石4PB强度测试60%;ROR强

操作简单、方便,生产成本低、过程易控,

滑移的面,在1800℃高温下,可持续使用,不会发生蠕变弯曲。在退火时,

加氩气或氦气压强,能有效减少表面毛刺,提高产品表面质量。

冷却后的退火炉,必须充入惰性气体,维持内外压力平衡,才能打开设备。

面微裂纹

处理过后的蓝宝

度测试能提高68.9%,同时

有利于实现大规模量产。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明中的晶棒示意图。

图2为本发明中蓝宝石镜片悬挂吊装在晶棒上的示意图。

图3为本发明中的蓝宝石热处理的温度曲线。

具体实施方式

实施例

以某型号的手机蓝宝石面板为例进行说明。

首先,准备制作蓝宝石镜片的夹具。加工如图1所示的蓝宝石晶棒1,首先,

将蓝宝石晶棒1加工成横截面为正方形的长条型,四条棱边倒角,加工蓝宝

棒时,端面晶向为A向,A向为蓝宝石最不易滑移的面,在1800℃

炉环境下,可持续使用,不会发生蠕变弯曲;晶棒表面使用

即可。在使用前,将蓝宝石晶棒1在空气气氛下的退火

空烧3h,降温冷却后方可使用。

石晶

高温的退火

250#砂轮进行抛光

炉内,以1500℃温度下

然后,依次按照如下步骤进行蓝宝石退火强化。

步骤一,将清洗过的蓝宝石产品在去离子风机下静置10min,去除蓝宝石表

面静电。然后如图2示,将蓝宝石晶棒1穿过蓝宝石面板2上开设的按键圆

悬挂摆放于真空退火炉中,封闭炉腔;抽真空去除炉腔内空气、杂质,

达到1.0×10-5Torr以上,持续抽真空5min;停止

向退火炉内通氩气至炉膛压力至1.0atm。

孔,

真空度

抽高真空后,关闭抽真空阀门,

增加氩气压强,能有效减少表面毛刺,

提高产品表面质量。

步骤二,参照图3的温度升高段,逐步升温5小时至1150℃~1250,升温速

比220~240℃/Hr,在此阶段1,产品受热均匀;然后,再逐步升温4小时,

1150~1250℃升温至1800~1825℃,此阶段2的升温速比应当小于

150℃/Hr,在此阶段,蓝宝石产品升温速度减缓,使产品表面

一致。应当注意,在第一升温阶段1150℃~1250以下,

℃/Hr,产品局部会出现冷热膨胀,严重时可能

低,加工时间过长,影响设备产能。在第

1800℃~1825℃时,如果升温速比超过

产品表面形成波纹状瑕疵。

或等于

温度受热更加均匀

如果升温速比超过240

导致产品破裂,如果升温速比过

二升温阶段1150℃~1250升温至

150℃/Hr,蓝宝石晶体C向易发生滑移,

步骤三,此时,退火炉内的温度在1800~1825℃持续3H,在此阶段3,产品

保温时间过长,会降低产品强度。最高温度减低,蓝宝石镜片的强度会下降,

如果定义在1500℃,保温3小时,产品强度明显降低,4PB强度为

强度仅为为2560N;温度高于1825℃,产品表面会出

观异常。

457Mpa,ROR

现局部熔融状态,表面外

步骤四,退火炉内温度在8小时以内以降温速比180~200℃/Hr从800~1825

℃降至25℃,如图3中温度降温段阶段4所示,此时可对退火炉断电,由

火炉内温度的变化,压强会跟着泄压进行调节,冷却后的退火炉内压

正常大气压的,因此,需要以10L/min流量通氩气至炉内压力

时保压30min后开炉自然冷却,在降温阶段需注意的

响产品强度,如降温速度为100℃/Hr,产品强

未热处理产品,导致热处理强化失败。

于退

力是小于

达到1.0atm,同

是,降温速度过低,会影

度明显下降,4PB、ROR强度接近

在具体生产中,考虑成本因素,退火炉内的惰性气氛采用氩气。优选可使

使用本实施例上述的蓝宝石高温热处理强化方法,经强度测试,未处理、

已处理产品弯曲强度测试,如下表一,经过热处理后,4PB强度能增加

如下表二,经过热处理后,ROR强度能增加68.9%;

用氦气代替氩气,同样气压状态下,氦气有更好的导热性能,能有效减少产

晶向C向滑移,提高产品表面质量。

60.3%;

表一

序号

Ave

244.5

612.5

94.2

301.7

185.5

181.2

297.3

393.2

615.2

163.1

2

434.1

97.3

4

868.4

360.2

6

501.0

331.7

8

1

未热处理(MPa) 已热处理(MPa)

400.4 Max

1061.1

94.2

Min

181.2

3

5

7

264.4

477.4

245.4

782.2

369.2

717.2

338.0

1061.1

295.6

928.1

400.4

10

861.5

153.1

12

811.0

122.0

14

407.0

194.1

16

9

11

13

15

505.3

表二

序号

1

632.5

2009.4

1984.9

8259.2

1485.8

3

1557.5

2

未热处理(N) 已热处理(N)

1984.9 Max

8259.2

505.1

3646.3

Min

1133.0

1557.5

Ave

4

1879.0

829.9

4907.9

505.1

3046.7

981.2

4196.5

957.2

5

1145.9

2106.3

7

937.7

6

5796.6

9

1870.1

8

2704.5

10

2024年8月22日发(作者:茅昊天)

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.8

(22)申请日 2014.11.25

(71)申请人 蓝思科技(长沙)有限公司

地址 410311 湖南省长沙市长沙经济技术开发区漓湘路99号

(72)发明人 周群飞 饶桥兵 赵军华

(74)专利代理机构 长沙市融智专利事务所

代理人 颜勇

(51)

C30B33/02

C30B29/20

(10)申请公布号 CN 104451890 A

(43)申请公布日 2015.03.25

权利要求说明书 说明书 幅图

(54)发明名称

一种蓝宝石强化方法

(57)摘要

本发明公开了一种蓝宝石强化方

法,包括如下步骤:1)将蓝宝石镜片通过

夹具悬挂放置在退火炉中,之后将退火炉

内充满惰性气体;2)对退火炉内的蓝宝石

镜片进行阶梯式升温,先采用第一升温速

比加热至第一温度,然后采用第二升温速

比加热至第二温度;3)对退火炉内的蓝宝

石镜片在所述第二温度区间内进行保温;

4)对退火炉内的蓝宝石镜片进行降温后开

炉自然冷却。本发明处理过后的蓝宝石镜

片能有效提高蓝宝石4PB强度测试60%;

ROR强度测试能提高68.9%,同时操作简

单、方便,过程易控,有利于实现大规模

量产。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

法律状态

权 利 要 求 说 明 书

1.一种蓝宝石强化方法,其特征在于包括如下步骤:

1)将蓝宝石镜片通过夹具放置在退火炉中,之后将退火炉内充满惰性气体;

2)对退火炉内的蓝宝石镜片进行阶梯式升温,先采用第一升温速比加热至

3)对退火炉内的蓝宝石镜片在所述第二温度所在的区间内进行保温;

4)对退火炉内的蓝宝石镜片进行降温后开炉自然冷却。

2.根据权利要求1所述的一种蓝宝石强化方法,所述步骤1)中的夹具为横

截面为矩形或正方形的长条形蓝宝石晶棒,其端面晶向为A向,将所述蓝

晶棒穿过若干蓝宝石镜片上的通孔进行悬挂装夹。

第一温度,然后采用第二升温速比加热至第二温度;

宝石

3.根据权利要求2所述的一种蓝宝石强化方法,所述晶棒在进行热处理前进

行如下处理:将晶棒加工成型后进行抛光,然后放在空气退火炉内,以

空烧3h,降温冷却。 1500℃

4.根据权利要求3所述的一种蓝宝石强化方法,在步骤1)之前,先将蓝宝

石镜片在去离子风机下进行去静电。

5.根据权利要求4所述的一种蓝宝石强化方法,在步骤1)中,将蓝宝石镜

片通过晶棒悬挂放置在退火炉内后,首先将退火炉内抽真空,使炉内真空度

到1.0×10-5Torr以上,然后再向退火炉内通入惰

性气体至炉内压强达到1.0atm。

6.根据权利要求5所述的一种蓝宝石强化方法,步骤2)中所述的阶梯式升

温的具体过程如下:首先将退火炉内逐步升温5h至1150℃~1250℃,升温

220~240℃/Hr;然后再逐步升温4h,由1150~1250℃升温至

速比小于或等于150℃/Hr。

速比

1800~1825℃,升温

7.根据权利要求6所述的一种蓝宝石强化方法,步骤3)中所述的保温的具

8.根据权利要求7所述的一种蓝宝石强化方法,步骤4)中所述的降温的具

体过程如下:将退火炉内的温度在8h内以降温速比180~200℃/Hr从

℃降至室温。

体过程如下:将退火炉内的温度保持在1800~1825℃,并持续3h。

1800~1825

9.根据权利要求8所述的一种蓝宝石强化方法,在步骤4)降温结束后,往

退火炉内通惰性气体,至炉内压力达到1.0atm,保持30min后再开炉自然

冷却。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的一种蓝宝石强化方法,所述惰性气体为

氩气或氦气。

说 明 书

技术领域

本发明属于蓝宝石加工技术领域,具体涉及一种针对蓝宝石产品的物理强

背景技术

蓝宝石镜片以其硬度高、抗划伤能力强和优良的光学性能被许多公司导入

到手表镜片、手机屏幕领域,特别是蓝宝石手机面板逐渐从概念进入生产制

但在蓝宝石手机镜片加工过程中,机械研磨,CNC外形加工等机械

宝石镜片表面微观损伤,影响蓝宝石抗折弯强度。为提

通常需要对面板进行强化处理,目前已有的强化

方法,在蓝宝石表面镀一层离子膜,但这

专门针对蓝宝石镀膜强化的设备仅

高。

化方法。

造。

加工会造成蓝

高蓝宝石手机面板强度,

方法为PECVD(化学真空镀膜)

种方法表面外观无法达到要求。并且

限于实验测试用,设备价格昂贵,维护费用

发明内容

本发明解决的技术问题是:针对上述现有蓝宝石手机镜片等产品存在的抗

本发明采用如下技术方案实现:一种蓝宝石强化方法,包括如下步骤:

1)将蓝宝石镜片通过夹具放置在退火炉中,之后将退火炉内充满惰性气体;

2)对退火炉内的蓝宝石镜片进行阶梯式升温,先采用第一升温速比加热至

折弯强度的缺陷,提供了一种方便实用的蓝宝石强化方法,主要用于精密抛

后的蓝宝石晶片,可以有效提高蓝宝石镜片抗折弯强度。

第一温度,然后采用第二升温速比加热至第二温度;

3)对退火炉内的蓝宝石镜片在所述第二温度所在的区间内进行保温;

4)对退火炉内的蓝宝石镜片进行降温后开炉自然冷却。

进一步的,所述步骤1)中的夹具为横截面为矩形或正方形的长条形蓝宝石

晶棒,其端面晶向为A向,将所述蓝宝石晶棒穿过若干蓝宝石镜片上的通

行悬挂装夹。 孔进

进一步的,所述晶棒在进行热处理前进行如下处理:将晶棒加工成型后进

进一步的,在步骤1)之前,先将蓝宝石镜片在去离子风机下进行去静电。

进一步的,在步骤1)中,将蓝宝石镜片通过晶棒悬挂放置在退火炉内后,

首先将退火炉内抽真空,使炉内真空度达到1.0×10-5Torr以上,

炉内通入惰性气体至炉内压强达到1.0atm。

行抛光,然后放在空气退火炉内,以1500℃空烧3h,降温冷却。

然后再向退火

进一步的,步骤2)中所述的阶梯式升温的具体过程如下:首先将退火炉内

逐步升温5h至1150℃~1250℃(第一温度),升温速比220~240℃/Hr(第一

温速比);然后再逐步升温4h,由1150~1250℃(第一温度)升温至

℃(第二温度),升温速比小于或等于150℃/Hr(第二升温速比)。1800~1825

进一步的,步骤3)中所述的保温的具体过程如下:将退火炉内的温度保持

进一步的,步骤4)中所述的降温的具体过程如下:将退火炉内的温度在

在1800~1825℃,并持续3h。

8h内以降温速比180~200℃/Hr从1800~1825℃降至室温。

进一步的,在步骤4)降温结束后,往退火炉内通惰性气体,至炉内压力达

到1.0atm,保持30min后再开炉自然冷却。因为根据理想气体状态方程

退火升温过程,温度T升高,气体体压力P会相应增大,为

在步骤2)中温度升

额定压力进行

此在冷

nRT=PV。

了维持设备内压力,

高的过程中,应对退火炉内的压力进行监控,并根据设置的

自动泄压,以维持压力P稳定,气体分子数n就会相应减小;因

却过程中,温度T降低,压力P就相应变小了,在步骤4)中,为了打开

在本发明中,所述惰性气体为氩气或氦气。

本发明采用的悬挂蓝宝石面板的晶棒端面晶向为A向,A向为蓝宝石最不易

蓝宝石强化原理在于,微观来看,抛光后蓝宝石表面存在许多微裂纹,蓝

宝石内部存在加工后的机械应力,这两个因素会影响蓝宝石强度。热处理过

中,蓝宝石表面会形成很浅熔融态物质,冷却时表面发生重结晶,表

得到消除,同时蓝宝石内部存在的机械应力得到释放。本发明

石镜片能有效提高蓝宝石4PB强度测试60%;ROR强

操作简单、方便,生产成本低、过程易控,

滑移的面,在1800℃高温下,可持续使用,不会发生蠕变弯曲。在退火时,

加氩气或氦气压强,能有效减少表面毛刺,提高产品表面质量。

冷却后的退火炉,必须充入惰性气体,维持内外压力平衡,才能打开设备。

面微裂纹

处理过后的蓝宝

度测试能提高68.9%,同时

有利于实现大规模量产。

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为本发明中的晶棒示意图。

图2为本发明中蓝宝石镜片悬挂吊装在晶棒上的示意图。

图3为本发明中的蓝宝石热处理的温度曲线。

具体实施方式

实施例

以某型号的手机蓝宝石面板为例进行说明。

首先,准备制作蓝宝石镜片的夹具。加工如图1所示的蓝宝石晶棒1,首先,

将蓝宝石晶棒1加工成横截面为正方形的长条型,四条棱边倒角,加工蓝宝

棒时,端面晶向为A向,A向为蓝宝石最不易滑移的面,在1800℃

炉环境下,可持续使用,不会发生蠕变弯曲;晶棒表面使用

即可。在使用前,将蓝宝石晶棒1在空气气氛下的退火

空烧3h,降温冷却后方可使用。

石晶

高温的退火

250#砂轮进行抛光

炉内,以1500℃温度下

然后,依次按照如下步骤进行蓝宝石退火强化。

步骤一,将清洗过的蓝宝石产品在去离子风机下静置10min,去除蓝宝石表

面静电。然后如图2示,将蓝宝石晶棒1穿过蓝宝石面板2上开设的按键圆

悬挂摆放于真空退火炉中,封闭炉腔;抽真空去除炉腔内空气、杂质,

达到1.0×10-5Torr以上,持续抽真空5min;停止

向退火炉内通氩气至炉膛压力至1.0atm。

孔,

真空度

抽高真空后,关闭抽真空阀门,

增加氩气压强,能有效减少表面毛刺,

提高产品表面质量。

步骤二,参照图3的温度升高段,逐步升温5小时至1150℃~1250,升温速

比220~240℃/Hr,在此阶段1,产品受热均匀;然后,再逐步升温4小时,

1150~1250℃升温至1800~1825℃,此阶段2的升温速比应当小于

150℃/Hr,在此阶段,蓝宝石产品升温速度减缓,使产品表面

一致。应当注意,在第一升温阶段1150℃~1250以下,

℃/Hr,产品局部会出现冷热膨胀,严重时可能

低,加工时间过长,影响设备产能。在第

1800℃~1825℃时,如果升温速比超过

产品表面形成波纹状瑕疵。

或等于

温度受热更加均匀

如果升温速比超过240

导致产品破裂,如果升温速比过

二升温阶段1150℃~1250升温至

150℃/Hr,蓝宝石晶体C向易发生滑移,

步骤三,此时,退火炉内的温度在1800~1825℃持续3H,在此阶段3,产品

保温时间过长,会降低产品强度。最高温度减低,蓝宝石镜片的强度会下降,

如果定义在1500℃,保温3小时,产品强度明显降低,4PB强度为

强度仅为为2560N;温度高于1825℃,产品表面会出

观异常。

457Mpa,ROR

现局部熔融状态,表面外

步骤四,退火炉内温度在8小时以内以降温速比180~200℃/Hr从800~1825

℃降至25℃,如图3中温度降温段阶段4所示,此时可对退火炉断电,由

火炉内温度的变化,压强会跟着泄压进行调节,冷却后的退火炉内压

正常大气压的,因此,需要以10L/min流量通氩气至炉内压力

时保压30min后开炉自然冷却,在降温阶段需注意的

响产品强度,如降温速度为100℃/Hr,产品强

未热处理产品,导致热处理强化失败。

于退

力是小于

达到1.0atm,同

是,降温速度过低,会影

度明显下降,4PB、ROR强度接近

在具体生产中,考虑成本因素,退火炉内的惰性气氛采用氩气。优选可使

使用本实施例上述的蓝宝石高温热处理强化方法,经强度测试,未处理、

已处理产品弯曲强度测试,如下表一,经过热处理后,4PB强度能增加

如下表二,经过热处理后,ROR强度能增加68.9%;

用氦气代替氩气,同样气压状态下,氦气有更好的导热性能,能有效减少产

晶向C向滑移,提高产品表面质量。

60.3%;

表一

序号

Ave

244.5

612.5

94.2

301.7

185.5

181.2

297.3

393.2

615.2

163.1

2

434.1

97.3

4

868.4

360.2

6

501.0

331.7

8

1

未热处理(MPa) 已热处理(MPa)

400.4 Max

1061.1

94.2

Min

181.2

3

5

7

264.4

477.4

245.4

782.2

369.2

717.2

338.0

1061.1

295.6

928.1

400.4

10

861.5

153.1

12

811.0

122.0

14

407.0

194.1

16

9

11

13

15

505.3

表二

序号

1

632.5

2009.4

1984.9

8259.2

1485.8

3

1557.5

2

未热处理(N) 已热处理(N)

1984.9 Max

8259.2

505.1

3646.3

Min

1133.0

1557.5

Ave

4

1879.0

829.9

4907.9

505.1

3046.7

981.2

4196.5

957.2

5

1145.9

2106.3

7

937.7

6

5796.6

9

1870.1

8

2704.5

10

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