大尺寸、高品质蓝宝石窗口及衬底器件的产业化项目可行性立项申报材料.doc文档35页全文在线看

蓝宝石材料可以生长制备大尺寸的单晶，其内部缺陷很少，没有晶界孔隙等散射源，强度的损失很小，透波率很高，是目前透波部件的首选材料此外，由于蓝宝石电绝缘透明易导热硬度高，因此可以用来作为集成电路的衬底材料，可广泛用于发光二极管微电子电路，从而替代高价的氮化硅衬底，制作超高速集成电路可以做成光学传感器以及其它些光学通信和光波导器件。

如高温高压或真空容器的观察窗液晶显示投影仪的散热板有害气体检测仪和火灾监测仪的窗口光纤通讯接头盒等。

蓝宝石单晶制备的研究开始于世纪末，年，法国人用熔焰法最先获得了较大尺寸的蓝宝石晶体，经过近百年的发展，制备蓝宝石单晶的技术日趋完善。

目前已有提拉法熔焰法锅移动法温度梯度法导模法热交换法水平定向凝固法泡生法多种制备方法，而适于生长大尺寸蓝宝石单晶的技术主要有热交换法水平定向凝固法泡生法及温度梯度法及本项目所采用的冷心放肩微量提拉法等。

年，俄罗斯的究所报道了采用合成蓝宝石晶体。

乌克兰的单晶研究所采用定向凝固法制备了大尺寸板状晶体该工艺采用保护性气氛代替了晶体生长时的高真空环境，并且用廉价的碳材料代替热交换器用的昂贵金属材料，极大的降低了生产成本。

我国在大尺寸蓝宝石单晶的合成方面与国外有较大的差距，尤其在蓝宝石晶体的生长技术生长装备及加工技术方面，至今不少单位仍然使用较为传统的提拉法熔焰法生长氧化物单晶材料，由于机械传动过程中震动很大，电器自动控制精度低，温度场设计不合理等问题，很难满足晶体生长的基本条件。

制备的晶体质量成本很难满足使用要求，成为困扰相关产业发展的技术难题。

我国在蓝宝石晶体材料的加工技术方面和国际先进水平存在明显差距，主要是晶体材料利用率低加工表面质量差表面损伤层大加工后衬底材料定向精度难以满足使用要求，国内规模化生产高品质蓝宝石衬底材料目前尚属空白。

国内在九十年代后期，针对大尺寸蓝宝石单晶体的生长技术取得了定的进展，中国科学院上海光学精密机械研究所采用导向温梯法与热交换法类似，生长出国内最大尺寸的宝石晶体，用于国家氧碘强激光工程窗口材料，这是目前为止我国的最好水平年四川师范大学固体物理所采用提拉法生长出了直径大于蓝宝石单晶年北京人工晶体研究所采用坩埚下降法生长宝石单晶。

我国蓝宝石晶体的产业化属起步阶段，目前主要产品为中低档产品，如用火焰法和提拉法制备直径范围在下的蓝宝石晶体，晶体质量只有少部分能达到光学级水平，如云南玉溪蓝晶晶体有限公司南京恒炼蓝宝石表面有限公司大连淡宁光电技术有限公司等企业上海光学精密机械研究所导向温梯法的产业化工作尚在起步阶段，据报道能加工制造英寸下的蓝宝石晶体，由于受生长方向的限制，可加工基片直径尺寸小于料利用率较低。

在国际上能够通过产业化生产制造直径超过尺寸蓝宝石晶体的国家只有美国和前苏联，有代表性的公司有俄罗斯的司长出晶体尺寸最大为艺方法为泡生法美国的生产大尺寸蓝宝石单晶体，采用的工艺方法为热交换法，其工艺成本较高。

我国晶体生长有悠久的历史，但现代人工晶体的系统研发起步较晚。

经近半个世纪的发展，已可生产制备直径蓝宝石晶体，由个基本上是空白的领域上升到在国际上占有席之地，来之不易。

我国在晶体材料方面取得了大量研究成果，但大尺寸蓝宝石晶体材料的生长技术，高利用率低成本的晶体材料成型及机械加工技术开发应用尚处于研制水平较低阶段，对大多需求很难提供配套，更谈不上批量生产，难以满足供货量和货期的要求大大的制约了相关领域的发展。

高品质低成本的晶体材料生长技术是世界各国关注的难点和重点。

从目前的技术水平来看，国际上能够产业化制造直径大于以上高品质蓝宝石衬底材料的只有俄罗斯美国等三家公司，由于蓝宝石材料有着较强的军工应用背景需求，因此各国均将该项技术列为高度机密内容，相关研究报道仅仅局限在工艺角度，针对蓝宝石的特点和用途开发的专用设备及与之相配套的成型及机械加工技术的报道仅仅限于原理角度，我国在该方面的研究属刚刚起步，在基础理论工艺设备选配等方面的基础和经验几乎为零。

目前国内现有的用于蓝宝石晶体生长设备，是基于传统方法和技术开发建设的实验室级产品，无论从晶体质量成本工艺控制精度工艺重现性晶体尺寸生产效率等方面均难以满足产业化的需求。

从工艺角度，大尺寸蓝宝石晶体生长周期长，工艺复杂。

原材料纯度处理状态制备工艺参数等对晶体质量影响较大，需要针对不同工艺参数生长出晶体进行详细的性能测试和微观组织结构分析，在此基础上给出进步改进的工艺参数和技术措施，才能开始下轮次的晶体生长，达到不断优化工艺，获得高质量晶体材料的目的。

然而大尺寸蓝宝石晶体生长周期大约在天左右，准备和后处理工作天左右，试件加工需要天，质量检测微观结构分析以及光电性能测试需要天时间，工艺分析与模拟需要天时间，这样个正常的研究轮次需要近个月的周期大大拖延了研究周期。

蓝宝石晶体的硬度仅次于金刚石为莫氏硬度级，由于其脆性较大，很难加工，对于航空航天光电窗口而言，除了要求其表面光洁度较高，关键要求其晶面轴线的方向必须与轴沿，对定向精度要求极高，目前国际上产业化规模较大的企业采用的是高精度定向设备，配合相应的加工技术如高速研磨化学机械抛光腐蚀研磨等技术，国内在蓝宝石材料的高利用率低成本加工技术方面尚属刚刚起步，无成功经验可以借鉴，是困扰我国蓝宝石材料技术发展的技术难题和瓶颈。

综上所述困扰我国航空航天用高品质蓝宝石窗口部件产业化的主要问题集中在以下几个方面技术及装备落后。

与美国俄罗斯乌克兰等国相比，我国用来生长晶体的单晶炉大多技术原理方法落后，设备自动化程度低，晶体尺寸小，质量难以达到光学级水平，材料利用率低，成本高。

产品市场竞争力弱。

蓝宝石材料的低成本高利用率成型及机械加工是技术瓶颈。

蓝宝石材料硬度高脆性大，半导体衬底材料加工需要定向精度表演孔雀东南飞表演美洲秃鹰扑食表演等让人惊奇，留连忘返。

孔雀园孔雀园内养有绿孔雀，蓝孔雀和白孔雀三种，采用带给游人全方位的观赏角度的开敞式孔雀舍，占地面积达顷。

并且营造的山地热带亚热带常绿阔叶林或混交林的基地环境与孔雀习性比较吻合，利于孔雀生长。

园内还设有孔雀表演区，例如求偶表演时，雄孔雀将尾屏下的尾部竖起，尾羽颤动，闪烁发光，犹如立扇，十分美丽，并发出嘎嘎响声。

此外，游人可以购买鸟食亲自感受与百鸟之王的近距离接触。

猛禽园猛禽园占地约顷，并由个巨大的生态鸟笼笼罩住山脉丛林，猛禽可以在其中自由飞翔。

游人可以在结合山势的立体的游览通道行走，还原猛禽的原始味道，最大程度的感受其原生状态。

珍稀鸟园园中有朱鹮，黄腹角雉黑颈鹤白鹤等数十上千尾种珍稀鸟类，占地面积为顷。

珍稀鸟园名贵林木错落有致，园内绿叶葱葱，百花绽放，为鸟类提供个适宜生存的优美环境，为游客提供个近距离观赏世界珍稀鸟类的平台。

水上飞禽岛园分为笼中圈养观赏区水面观赏区和林中自由散养观赏区，形成水陆空立体观赏的独特园区。

水上飞禽岛包括水鸭湖面区鸳鸯湖面区天鹅湖面区等，游客可以在湖边近水观赏各飞禽的美景。

夜间鸟类园此园区占地面积约顷，针对些平时很难看到的喜欢在夜间活动的鸟类，比如猫头鹰蝙蝠等，园区特设夜间鸟馆。

这里共有超过只个种类的鸟，人们可以观赏到夜间鸟类活动和生存状态，展示人们在常态下不容易看到的鸟类世界。

丹顶鹤园丹顶鹤是我国几大珍稀鸟类之，并且极具观赏性。

丹顶鹤分为野生鹤半野生鹤是人工繁殖后放归自然繁殖鹤，园内养殖的为繁殖鹤，常年在笼内饲养，每天放飞供游人参观。

顷天堂鸟园规划建设天堂鸟园园区面积顷，预引进二十余种类百余只天堂鸟养殖，供游客观赏。

其中，包括最出色的蓝天堂鸟无足天堂鸟和大王天堂鸟。

鸟类综合楼鸟类综合楼包括珍禽鸟类博物馆鸟类保护繁育研究中心鸟类急救中心。

拟建的珍禽鸟类博物馆将展示鸟类的起源演变过程，以及灭绝鸟类的化石及标本。

而各研究中心将共同对部分濒危鸟类的起源进化行为生态保护繁育养殖防疫等进行专题研究。

极地馆极地馆占地顷，为使游客在园区内观赏到各大洲的代表性鸟类，特在园内设置极地馆，使人们在穿梭游走于热带与极地之间，别有番意境。

极地馆的建造为极地动物生活提供适宜的场所，馆内养有企鹅北极熊等，并有北极动物演出表演项目。

鸟类表演场半开放式表演场地，在不同时间段为游客呈现出经过特训的多项丰富多彩的鸟类表演。

如鹦鹉杂技表演锦鸡计算表演孔雀东南飞表演美洲秃鹰扑食表演等，让人惊叹鸟类的聪明，留连忘返。

景观休闲区通过热带植物花草的种植形成各种开敞与半封闭空间，使游客尽兴徜徉于此。

主要包括以下功能赏鸽广场以水面围合成自然的广场，世界名鸽汇聚于此，提供游客与鸟类亲密接触的场所，并设有些与鸽子互动的环节，真正感受到鸟类自然的灵性，营造出和谐欢快的气氛。

鸟语茶林提供游客休憩放松的品茶场所，从观聆闻品多方位感受大自然，边观赏自然美景，聆听百鸟的歌唱与湖水潺潺，边品尝中国名茶。

并且，设有鸟语廊湖边开放茶屋茶香百味等。

景观购物长廊打造自然景观购物，长廊依地形曲折，充分利用高差，形成购物休息餐饮等多功能多层次的购物长街。

这里将出售以火烈鸟为代表的几种珍贵鸟类衍生纪念品，展示出售世界著名地区特殊工艺品，以及三亚火烈鸟大峡谷世界珍禽主题公园的纪念徽章等。

山地餐吧山地餐吧的建造要完全结合山地地形，宛如依山傍水自然生长出来的建筑，与自然很好的融合，并设有室外餐饮区，边欣赏园区美景，边享用三亚特色美食。

演绎广场园区内设有多个演艺广场，在不同时间段有各色表演项目，例如非洲风情表演黎族特色歌舞表演特色活动演出等。

民俗风情园民俗园区包括非洲风情园三亚民俗风情园槟榔采摘园，注入文化内涵。

既有热带风情文化，结合热带丛林景观，打造出原生态非洲部落又通过槟榔采摘园黎族舞蹈民族服饰等参与互动式旅游项目，充分挖掘民族本土文化。

非洲风情园本方案将非洲风情园规划为集休闲，游览，度假，购物为体的非洲