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一种用菱镁矿石生长氧化镁晶体的方法
    【技术领域】

    本发明属于材料科学与技术领域，涉及到晶体生长科学与技术，尤其是用菱镁矿石生长氧化镁晶体的方法。

    背景技术

    氧化镁晶体现已应用到许多高科技领域，如高温超导器件的薄膜生长基片、半导体材料的衬底驻基片、等离子显示器保护膜、高温高精度光学材料和高温坩埚材料等。在高温超导领域氧化镁晶体作为薄膜生长基片和半导体材料的衬底驻基片同其它材料相比(如砷化镓、金刚石、白蓝宝石等)，具有明显的价格优势，其价格比用其它材料低四倍左右，且性能较好。目前世界上许多国家(法国、德国、美国、日本等)都在做这方面的研究。以海水镁为原料生长的氧化镁晶体已经获得某些高科技领域的应用，但是用海水镁生长的氧化镁晶体中常常含有钠、钾等卤族元素，色泽偏黄、偏绿或偏蓝等，其性能和功能也大大降低。

    天然菱镁矿石中没有钠、钾等卤族元素杂质，用天然菱镁矿石生长的氧化镁晶体象水晶一样晶莹剔透(如图1、图2和图3所示)，其性能和功能也大大提高，应用领域更为广阔。由于我国菱镁矿石储量具有资源优势，但进出口的状况是低价出口氧化镁的低端初级产品，高价进口氧化镁的高端产品，氧化镁晶体属于氧化镁高端产品中的高级产品，科技含量高，附加值大，对我国特有的天然菱镁矿资源优势的最大化利用有着十分重大的意义。

    【发明内容】

    本发明的目的是提供一种用菱镁矿石生长地氧化镁晶体的方法。

    本发明的技术方案是用菱镁矿石为原料，以冷坩埚为炉体，采用三相交流电熔法加热生长氧化镁晶体。首先将菱镁矿石(MgCO3)焙烧，分解生成MgO和CO2，经选别制取三种轻烧氧化镁：A种MgO含量≥96％，粒度≤3mm；B种MgO含量≥98％，10mm≤粒度≤30mm；C种MgO含量≥97％，20mm≤粒度≤40mm；其次将三种原料按A∶B∶C＝1.5∶1∶3(重量比)进行混合，放入冷坩埚炉体中，采用三相交流电熔法加热，以25℃～40℃/分钟速率升温至2100-2300℃时，以7℃～11℃/分钟速率升温至2900℃～3100℃时，恒温1～5小时，后以6～15mm/h速度提升电极10～15小时，恒温1～3小时，然后以5℃～7℃/分钟速率降温，降至2600-2800℃时，恒温1-5小时，以3-5℃/分钟速率降温，降至2400-2600℃时，恒温1-5小时；再以1℃～3℃/分钟速率降温，降至2000-2200℃时，恒温1-5小时；后自然降至室温；最后破碎、分选即可获得立方氧化镁晶体。

    本发明的效果和益处是用菱镁矿石为原料，以冷坩埚为炉体，采用三相交流电熔法加热，生长氧化镁晶体。其生长方法简单，易于掌握，工艺稳定，所获得的氧化镁晶体像水晶一样晶莹剔透，高雅大方，系新一代高科技产品。

    【附图说明】

    图1、图2和图3是大小MgO晶体照片。

    【具体实施方式】

    下面结合技术方案详细叙述本发明的具体实施例。

    实施例一

    首先焙烧菱镁矿石，制取三种轻烧氧化镁原料：A种原料MgO含量96.3％，粒度≤3mm；B种原料MgO含量98.5％，粒度25mm；C种原料MgO含量97.1％，粒度35mm，将上述三种原料按A∶B∶C＝1.5∶1∶3(重量比)进行混合取5000kg，放入冷坩埚炉体中，采用三相交流电熔法加热，以30℃/分钟速率升温到2100℃，以8℃/分钟速率升温至3000℃，恒温2.5小时，以9mm/h速度提升电极11小时，恒温2小时，然后以6℃/分钟速率降温，降至2700℃，恒温3小时，以3.5℃/分钟速率降温，降至2450℃，恒温1小时；以3℃/分钟速率降温，降至2100℃，恒温1小时；后自然降至室温；最后破碎、分选即可获得1～26mm大小不等的氧化镁晶体325kg。

    实施例二

    首先焙烧菱镁矿石，制取三种轻烧氧化镁原料：A种原料MgO含量96.7％，粒度≤3mm；B种原料MgO含量98.7％，粒度20mm；C种原料MgO含量97.5％，粒度30mm，将上述三种原料按A∶B∶C＝1.5∶1∶3(重量比)进行混合取8000kg，放入冷坩埚炉体中，采用三相交流电熔法加热，以35℃/分钟速率升温到2100℃，以10℃/分钟速率升温至3000℃，恒温5小时，以7mm/h速度提升电极13小时，恒温3小时，然后以5℃/分钟速率降温，降至2700℃，恒温3小时，以3.5℃/分钟速率降温，降至2450℃，恒温2小时；以3℃/分钟速率降温，降至2100℃，恒温3小时；后自然降至室温；最后破碎、分选即可获得1～26mm大小不等的氧化镁晶体500kg。