Magkano ang alam mo tungkol sa sapphire?

Sapphire crystalay lumago mula sa High purity alumina powder na may kadalisayan na higit sa 99.995%. Ito ang pinakamalaking lugar ng demand para sa high-purity alumina. Ito ay may mga pakinabang ng mataas na lakas, mataas na tigas, at matatag na mga katangian ng kemikal. Maaari itong gumana sa malupit na kapaligiran tulad ng mataas na temperatura, kaagnasan, at epekto. Ito ay malawakang ginagamit sa depensa at teknolohiyang sibilyan, teknolohiyang microelectronics at iba pang larangan.

Mula sa high-purity alumina powder hanggang sa sapphire crystal

Key applications of sapphire

Ang LED substrate ay ang pinakamalaking aplikasyon ng sapiro. Ang paggamit ng LED sa pag-iilaw ay ang ikatlong rebolusyon pagkatapos ng fluorescent lamp at energy-saving lamp. Ang prinsipyo ng LED ay upang i-convert ang elektrikal na enerhiya sa liwanag na enerhiya. Kapag ang kasalukuyang pumasa sa semiconductor, ang mga butas at mga electron ay nagsasama, at ang labis na enerhiya ay inilabas bilang liwanag na enerhiya, sa wakas ay gumagawa ng epekto ng maliwanag na pag-iilaw.teknolohiya ng LED chipay batay saepitaxial wafers. Sa pamamagitan ng mga layer ng mga gas na materyales na idineposito sa substrate, ang mga materyales ng substrate ay pangunahing kasama ang silikon na substrate,substrate ng silikon karbidaat sapiro na substrate. Kabilang sa mga ito, ang sapphire substrate ay may malinaw na mga pakinabang sa iba pang dalawang paraan ng substrate. Ang mga bentahe ng sapphire substrate ay higit sa lahat ay makikita sa katatagan ng device, teknolohiya ng mature na paghahanda, hindi pagsipsip ng nakikitang liwanag, magandang pagpapadala ng liwanag, at katamtamang presyo. Ayon sa data, 80% ng mga kumpanya ng LED sa mundo ay gumagamit ng sapiro bilang materyal na substrate.

Bilang karagdagan sa nabanggit na larangan, ang mga sapphire crystal ay maaari ding gamitin sa mga screen ng mobile phone, kagamitang medikal, dekorasyon ng alahas at iba pang larangan. Bilang karagdagan, maaari rin silang magamit bilang mga materyales sa bintana para sa iba't ibang mga instrumento sa pagtuklas ng siyentipiko tulad ng mga lente at prisma.

Paghahanda ng mga kristal na sapiro

Noong 1964, unang inilapat ni Poladino, AE at Rotter, BD ang pamamaraang ito sa paglaki ng mga kristal na sapiro. Sa ngayon, isang malaking bilang ng mga de-kalidad na kristal na sapiro ang nagawa. Ang prinsipyo ay: una, ang mga hilaw na materyales ay pinainit hanggang sa punto ng pagkatunaw upang bumuo ng isang matunaw, at pagkatapos ay isang solong kristal na buto (i.e., seed crystal) ang ginagamit upang makipag-ugnayan sa ibabaw ng natunaw. Dahil sa pagkakaiba ng temperatura, ang solid-liquid interface sa pagitan ng seed crystal at ng melt ay supercooled, kaya ang tunaw ay nagsisimulang tumigas sa ibabaw ng seed crystal at nagsisimulang tumubo ng isang kristal na may parehong kristal na istraktura gaya ngkristal ng binhi. Kasabay nito, ang kristal ng binhi ay dahan-dahang hinihila paitaas at pinaikot sa isang tiyak na bilis. Habang hinihila ang seed crystal, unti-unting natutunaw ang pagkatunaw sa solid-liquid interface, at pagkatapos ay nabuo ang isang solong kristal. Ito ay isang paraan ng paglaki ng mga kristal mula sa isang natunaw sa pamamagitan ng paghila ng isang seed crystal, na maaaring maghanda ng mga de-kalidad na solong kristal mula sa natunaw. Ito ay isa sa mga karaniwang ginagamit na paraan ng paglago ng kristal.

Ang mga bentahe ng paggamit ng pamamaraang Czochralski upang mapalago ang mga kristal ay:

(1) ang rate ng paglago ay mabilis, at ang mga de-kalidad na solong kristal ay maaaring lumaki sa maikling panahon; 

(2) lumalaki ang kristal sa ibabaw ng natutunaw at hindi nakikipag-ugnayan sa pader ng crucible, na maaaring epektibong mabawasan ang panloob na stress ng kristal at mapabuti ang kalidad ng kristal. 

Gayunpaman, ang isang pangunahing kawalan ng pamamaraang ito ng lumalagong mga kristal ay ang diameter ng kristal na maaaring lumaki ay maliit, na hindi nakakatulong sa paglaki ng malalaking kristal.

Paraan ng Kyropoulos para sa paglaki ng mga kristal na sapiro

Ang pamamaraang Kyropoulos, na naimbento ng Kyropouls noong 1926, ay tinutukoy bilang KY method. Ang prinsipyo nito ay katulad ng sa pamamaraan ng Czochralski, iyon ay, ang seed crystal ay dinadala sa contact sa ibabaw ng matunaw at pagkatapos ay dahan-dahang hinila pataas. Gayunpaman, pagkatapos mahila ang seed crystal pataas sa loob ng ilang panahon upang makabuo ng kristal na leeg, ang seed crystal ay hindi na mahila pataas o paikutin pagkatapos ng solidification rate ng interface sa pagitan ng natunaw at seed crystal ay stable. Ang nag-iisang kristal ay unti-unting pinatitibay mula sa itaas hanggang sa ibaba sa pamamagitan ng pagkontrol sa bilis ng paglamig, at sa wakas ay anag-iisang kristalay nabuo.

Ang mga produktong ginawa ng proseso ng kibbling ay may mga katangian ng mataas na kalidad, mababang density ng depekto, malaking sukat, at mas mahusay na pagiging epektibo sa gastos.

Sapphire crystal growth sa pamamagitan ng guided mold method

Bilang isang espesyal na teknolohiya sa paglago ng kristal, ang guided mol method ay ginagamit sa sumusunod na prinsipyo: sa pamamagitan ng paglalagay ng mataas na melting point na natutunaw sa molde, ang pagkatunaw ay sinisipsip sa molde sa pamamagitan ng capillary action ng molde upang makamit ang seed crystal. , at ang isang solong kristal ay maaaring mabuo sa panahon ng paghila ng kristal ng binhi at patuloy na solidification. Kasabay nito, ang laki ng gilid at hugis ng amag ay may ilang mga paghihigpit sa laki ng kristal. Samakatuwid, ang pamamaraang ito ay may ilang partikular na limitasyon sa proseso ng aplikasyon at naaangkop lamang sa mga espesyal na hugis na kristal na sapphire tulad ng tubular at U-shaped.

Sapphire crystal paglago sa pamamagitan ng heat exchange method

Ang paraan ng pagpapalitan ng init para sa paghahanda ng malalaking sukat na mga kristal na sapiro ay naimbento nina Fred Schmid at Dennis noong 1967. Ang paraan ng pagpapalitan ng init ay may mahusay na epekto ng pagkakabukod ng init, maaaring independiyenteng makontrol ang gradient ng temperatura ng matunaw at kristal, may mahusay na kontrol, at ito ay mas madaling palaguin ang mga sapphire crystal na may mababang dislokasyon at malalaking sukat.

Ang bentahe ng paggamit ng paraan ng pagpapalitan ng init upang lumago ang mga kristal na sapiro ay ang tunawan, kristal, at pampainit ay hindi gumagalaw sa panahon ng paglaki ng kristal, inaalis ang pagkilos ng pag-uunat ng paraan ng kyvo at ang paraan ng paghila, binabawasan ang mga salik ng panghihimasok ng tao, at sa gayon ay iniiwasan ang kristal. mga depekto na dulot ng mekanikal na paggalaw; sa parehong oras, ang paglamig rate ay maaaring kontrolin upang mabawasan ang kristal thermal stress at ang mga resultang kristal crack at dislokasyon mga depekto, at maaaring lumaki ang mas malalaking kristal. Ito ay mas madaling patakbuhin at may magandang pag-unlad na prospect.

Mga mapagkukunan ng sanggunian:

[1] Zhu Zhenfeng. Pananaliksik sa morpolohiya sa ibabaw at pagkasira ng crack ng mga sapphire crystal sa pamamagitan ng paghiwa ng diamond wire saw

[2] Chang Hui. Application research sa large-size na sapphire crystal growth technology

[3] Zhang Xueping. Pananaliksik sa sapphire crystal growth at LED application

[4] Liu Jie. Pangkalahatang-ideya ng mga pamamaraan at katangian ng paghahanda ng sapphire crystal