Ile wiesz o Sapphire?

Sapphire Crystaljest uprawiany z proszku o wysokiej czystości tlenku glinu o czystości ponad 99,995%. Jest to największy obszar popytu dla tlenku glinu o dużej czystości. Ma zalety o wysokiej wytrzymałości, wysokiej twardości i stabilnych właściwości chemicznych. Może działać w trudnych środowiskach, takich jak wysoka temperatura, korozja i wpływ. Jest szeroko stosowany w technologii obrony i cywilnej, technologii mikroelektroniki i innych dziedzinach.

Od tlenku glinu o dużej czystości do szafiru kryształu

Kluczowe zastosowania szafir

Podłoże LED jest największym zastosowaniem szafiru. Zastosowanie diody LED w oświetleniu jest trzecią rewolucją po lampach fluorescencyjnych i lampach oszczędzających energię. Zasada diody LED polega na przekształcaniu energii elektrycznej w energię świetlną. Kiedy prąd przechodzi przez półprzewodnik, otwory i elektrony łączą się, a nadmiar energii jest uwalniany jako energia światła, w końcu powodując efekt oświetlenia świetlnego.Technologia chipów LEDopiera się naWafle epitaksjalne. Poprzez warstwy materiałów gazowych osadzonych na podłożu materiały podłoża zawierają głównie substrat krzemu,Podłoże węgla krzemui szafirowy podłoże. Wśród nich szafirowy podłoże ma oczywiste zalety w porównaniu z pozostałymi dwiema metodami podłoża. Zalety podłoża szafirowego znajdują się głównie w stabilności urządzenia, technologii dojrzałej przygotowania, braku absorpcji światła widzialnego, dobrej transformacji światła i umiarkowanej cenie. Według danych 80% firm LED na świecie używa Sapphire jako materiału podłoża.

Oprócz wyżej wymienionego pola szafirowe kryształy mogą być również używane na ekranach telefonów komórkowych, sprzęcie medycznym, dekoracji biżuterii i innych dziedzin. Ponadto mogą być również stosowane jako materiały okienne do różnych instrumentów wykrywania naukowych, takich jak soczewki i pryzmaty.

Przygotowanie szafirowych kryształów

W 1964 r. Poladino, AE i Rotter, BD najpierw zastosowali tę metodę do wzrostu kryształów szafirowych. Jak dotąd wyprodukowano dużą liczbę wysokiej jakości szafirowych kryształów. Zasada jest to: Po pierwsze, surowce są podgrzewane do temperatury topnienia, aby wytworzyć stopienie, a następnie do skontaktowania się z powierzchnią stopu stosuje się pojedyncze kryształy (tj. Kryształ nasion). Ze względu na różnicę temperatury interfejs stałego ciecz między kryształem nasion a stopem jest superkołany, więc stopienie zaczyna zestalić się na powierzchni kryształu nasion i zaczyna uprawiać pojedynczy kryształ o tej samej strukturze krystalicznej jakKryształ nasion. Jednocześnie kryształ nasion jest powoli ciągnięty w górę i obracany z pewną prędkością. Gdy kryształ nasiona jest ciągnięty, stopienie stopniowo zestala się na interfejsie stałym cieczy, a następnie powstaje pojedynczy kryształ. Jest to metoda uprawy kryształów z stopu poprzez ciągnięcie kryształu nasion, który może przygotować wysokiej jakości pojedyncze kryształy z stopu. Jest to jedna z powszechnie stosowanych metod wzrostu kryształów.

Zaletą stosowania metody czochralskiego do uprawy kryształów to:

(1) tempo wzrostu jest szybkie, a pojedyncze kryształy wysokiej jakości można uprawiać w krótkim czasie; 

(2) Kryształ rośnie na powierzchni stopu i nie kontaktuje się ze ścianą tytką, co może skutecznie zmniejszyć naprężenie wewnętrzne kryształu i poprawić jakość kryształu. 

Jednak główną wadą tej metody uprawy kryształów jest to, że średnica kryształu, który można uprawiać, jest niewielka, co nie sprzyja wzrostowi dużych kryształów.

Metoda Kyropoulos do uprawy szafirowych kryształów

Metoda Kyropoulosa, wynaleziona przez Kyropouls w 1926 r., Jest określana jako metoda KY. Jego zasada jest podobna do zasady metody Czochralskiego, to znaczy kryształ nasion jest skontaktowany z powierzchnią stopu, a następnie powoli ciągnie się w górę. Jednak po ciągnięciu kryształu nasion przez pewien czas, aby utworzyć kryształową szyję, kryształ nasion nie jest już podciągany ani obracany po szybkości zestalania interfejsu między stopem a kryształem nasion jest stabilny. Pojedynczy kryształ jest stopniowo zestalany od góry do dołu poprzez kontrolowanie szybkości chłodzenia, a na koniecPojedynczy kryształjest utworzony.

Produkty wytwarzane w procesie koblingu mają charakterystykę wysokiej jakości, niskiej gęstości defektu, dużej wielkości i lepszej opłacalności.

Szafirowy wzrost kryształów metodą pleśni z przewodnikiem

Jako specjalna technologia wzrostu kryształów metoda formy z przewodnikiem jest stosowana w następującej zasadzie: poprzez umieszczenie wysokiej temperatury topnienia stopu w formie topienie jest wysysane na formę przez działanie kapilarne formy, aby osiągnąć kontakt z krysztają nasion, a pojedynczy kryształ można uformować podczas kryształu nasion i ciągłe zestalenie. Jednocześnie rozmiar krawędzi i kształt formy mają pewne ograniczenia dotyczące wielkości kryształu. Dlatego ta metoda ma pewne ograniczenia w procesie aplikacyjnym i ma zastosowanie tylko do szafirowych kryształów w kształcie specjalnego, takich jak rurowe i U.

Szafirowy wzrost kryształów metodą wymiany ciepła

Metodę wymiany ciepła do przygotowywania dużych kryształów szafirowych została wynaleziona przez Freda Schmida i Dennisa w 1967 r. Metoda wymiany ciepła ma dobry efekt izolacji termicznej, może niezależnie kontrolować gradient temperatury stopu i kryształu, ma dobrą kontrolę i jest łatwiejsza do uprawy kryształów szafirowego o niskim zaburzeniu i dużym rozmiarze.

Zaletą zastosowania metody wymiany ciepła do uprawy szafirowych kryształów jest to, że tygle, kryształ i grzejnik nie poruszają się podczas wzrostu kryształów, eliminując działanie rozciągania metody Kyvo i metody ciągnięcia, zmniejszanie czynników zakłóceń ludzkich, a tym samym unikanie defektów kryształowych spowodowanych ruchem mechanicznym; Jednocześnie można kontrolować szybkość chłodzenia, aby zmniejszyć kryształowe naprężenie termiczne oraz wynikające z tego wady pękania kryształów i zwichnięcia oraz może uprawiać większe kryształy. Jest łatwiejszy do obsługi i ma dobre perspektywy rozwoju.

Źródła referencyjne:

[1] Zhu Zhenfeng. Badania nad morfologią powierzchni i uszkodzenie pęknięć szafirowych kryształów przez drut diamentowy

[2] Chang Hui. Badania aplikacji na temat technologii wzrostu kryształów szafirowych

[3] Zhang Xueping. Badania nad wzrostem kryształów szafirowych i zastosowania LED

[4] Liu Jie. Przegląd szafirowych metod i cech przygotowania kryształów