คุณรู้เรื่องแซฟไฟร์มากแค่ไหน?

คริสตัลแซฟไฟร์ปลูกจากผงอลูมินาที่มีความบริสุทธิ์สูงซึ่งมีความบริสุทธิ์มากกว่า 99.995% เป็นพื้นที่อุปสงค์ที่ใหญ่ที่สุดสำหรับอลูมินาที่มีความบริสุทธิ์สูง มันมีข้อดีของความแข็งแรงสูงความแข็งสูงและคุณสมบัติทางเคมีที่มั่นคง มันสามารถทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงเช่นอุณหภูมิสูงการกัดกร่อนและผลกระทบ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการป้องกันและเทคโนโลยีพลเรือนเทคโนโลยีไมโครอิเล็กทรอนิกส์และสาขาอื่น ๆ

จากผงอลูมินาที่มีความบริสุทธิ์สูงไปจนถึงคริสตัลแซฟไฟร์

แอปพลิเคชั่นสำคัญของแซฟไฟร์

สารตั้งต้น LED เป็นแอพพลิเคชั่นที่ใหญ่ที่สุดของไพลิน การประยุกต์ใช้ LED ในแสงคือการปฏิวัติครั้งที่สามหลังจากหลอดฟลูออเรสเซนต์และโคมไฟประหยัดพลังงาน หลักการของ LED คือการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานแสง เมื่อกระแสผ่านเซมิคอนดักเตอร์หลุมและอิเล็กตรอนรวมกันและพลังงานส่วนเกินจะถูกปล่อยออกมาเป็นพลังงานแสงในที่สุดก็สร้างผลของแสงส่องสว่างเทคโนโลยีชิป LEDขึ้นอยู่กับเวเฟอร์ epitaxial- ผ่านชั้นของวัสดุก๊าซที่สะสมอยู่บนพื้นผิววัสดุพื้นผิวส่วนใหญ่รวมถึงสารตั้งต้นของซิลิกอนสารตั้งต้นของซิลิกอนคาร์ไบด์และพื้นผิวแซฟไฟร์ ในหมู่พวกเขาสารตั้งต้นของแซฟไฟร์มีข้อได้เปรียบที่ชัดเจนกว่าอีกสองวิธีของสารตั้งต้น ข้อดีของสารตั้งต้นของแซฟไฟร์ส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในความเสถียรของอุปกรณ์เทคโนโลยีการเตรียมการที่ไม่ได้ดูดซับแสงที่มองเห็นได้การส่งผ่านแสงที่ดีและราคาปานกลาง จากข้อมูล 80% ของ บริษัท LED ในโลกใช้แซฟไฟร์เป็นวัสดุพื้นผิว

นอกจากฟิลด์ดังกล่าวข้างต้นแล้วคริสตัลแซฟไฟร์ยังสามารถใช้ในหน้าจอโทรศัพท์มือถืออุปกรณ์การแพทย์การตกแต่งเครื่องประดับและสาขาอื่น ๆ นอกจากนี้พวกเขายังสามารถใช้เป็นวัสดุหน้าต่างสำหรับเครื่องมือตรวจจับทางวิทยาศาสตร์ต่างๆเช่นเลนส์และปริซึม

การเตรียมคริสตัลแซฟไฟร์

ในปี 1964, Poladino, AE และ Rotter, BD ใช้วิธีนี้เป็นครั้งแรกกับการเติบโตของผลึกไพลิน จนถึงตอนนี้มีการผลิตคริสตัลที่มีคุณภาพสูงจำนวนมาก หลักการคือ: ประการแรกวัตถุดิบจะถูกทำให้ร้อนกับจุดหลอมเหลวเพื่อก่อให้เกิดการละลายและจากนั้นเมล็ดคริสตัลเดียว (เช่นผลึกเมล็ด) จะใช้เพื่อสัมผัสกับพื้นผิวของการละลาย เนื่องจากความแตกต่างของอุณหภูมิอินเทอร์เฟซของเหลวที่เป็นของแข็งระหว่างผลึกเมล็ดและการละลายนั้นเป็น supercooled ดังนั้นการหลอมละลายจึงเริ่มแข็งตัวบนพื้นผิวของผลึกเมล็ดและเริ่มเติบโตผลึกเดี่ยวที่มีโครงสร้างผลึกเดียวกันกับเมล็ด- ในเวลาเดียวกันคริสตัลเมล็ดจะถูกดึงขึ้นอย่างช้าๆและหมุนด้วยความเร็วที่แน่นอน เมื่อดึงผลึกเมล็ดละลายจะค่อยๆแข็งตัวที่อินเทอร์เฟซของเหลวของแข็งและจากนั้นก็เกิดผลึกเดี่ยว นี่เป็นวิธีการปลูกคริสตัลจากการละลายโดยการดึงผลึกเมล็ดซึ่งสามารถเตรียมผลึกเดี่ยวคุณภาพสูงจากการละลาย มันเป็นหนึ่งในวิธีการเจริญเติบโตของคริสตัลที่ใช้กันทั่วไป

ข้อดีของการใช้วิธี Czochralski ในการปลูกผลึกคือ:

(1) อัตราการเติบโตอย่างรวดเร็วและผลึกเดี่ยวคุณภาพสูงสามารถเติบโตได้ในช่วงเวลาสั้น ๆ 

(2) คริสตัลเติบโตบนพื้นผิวของการละลายและไม่ติดต่อผนังเบ้าหลอมซึ่งสามารถลดความเครียดภายในของผลึกได้อย่างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงคุณภาพของผลึก 

อย่างไรก็ตามข้อเสียที่สำคัญของวิธีการปลูกผลึกนี้คือเส้นผ่านศูนย์กลางของคริสตัลที่สามารถปลูกได้มีขนาดเล็กซึ่งไม่เอื้อต่อการเติบโตของผลึกขนาดใหญ่

วิธี Kyropoulos สำหรับการปลูกคริสตัลแซฟไฟร์

วิธี Kyropoulos คิดค้นโดย Kyropouls ในปี 1926 เรียกว่าวิธี KY หลักการของมันคล้ายกับวิธี Czochralski นั่นคือผลึกเมล็ดถูกนำมาสัมผัสกับพื้นผิวของการละลายแล้วค่อยๆดึงขึ้นไป อย่างไรก็ตามหลังจากที่ผลึกเมล็ดถูกดึงขึ้นไปเป็นระยะเวลาหนึ่งในการสร้างคอคริสตัลผลึกเมล็ดจะไม่ถูกดึงขึ้นหรือหมุนอีกต่อไปหลังจากอัตราการแข็งตัวของส่วนต่อประสานระหว่างการละลายและผลึกเมล็ดมีความเสถียร ผลึกเดี่ยวจะค่อยๆแข็งตัวจากด้านบนถึงด้านล่างโดยการควบคุมอัตราการระบายความร้อนและในที่สุด Aผลึกเดี่ยวเกิดขึ้น

ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตโดยกระบวนการ kibbling มีลักษณะของคุณภาพสูงความหนาแน่นของข้อบกพร่องต่ำขนาดใหญ่และความคุ้มค่าที่ดีกว่า

การเจริญเติบโตของคริสตัลแซฟไฟร์โดยวิธีการที่เป็นเชื้อรา

ในฐานะที่เป็นเทคโนโลยีการเจริญเติบโตของคริสตัลแบบพิเศษวิธีการที่มีไกด์นำเที่ยวใช้ในหลักการดังต่อไปนี้: โดยการวางจุดหลอมเหลวสูงละลายลงในแม่พิมพ์การละลายจะถูกดูดลงบนแม่พิมพ์โดยการกระทำของเส้นเลือดฝอยของแม่พิมพ์เพื่อให้ได้การสัมผัสกับผลึกเมล็ดและผลึกเดี่ยวสามารถเกิดขึ้นได้ ในเวลาเดียวกันขนาดและรูปร่างของแม่พิมพ์มีข้อ จำกัด บางอย่างเกี่ยวกับขนาดคริสตัล ดังนั้นวิธีนี้จึงมีข้อ จำกัด บางประการในกระบวนการสมัครและใช้ได้เฉพาะกับผลึกแซฟไฟร์รูปทรงพิเศษเช่นท่อและรูปตัวยู

การเจริญเติบโตของคริสตัลแซฟไฟร์โดยวิธีการแลกเปลี่ยนความร้อน

วิธีการแลกเปลี่ยนความร้อนสำหรับการเตรียมคริสตัลแซฟไฟร์ขนาดใหญ่ถูกคิดค้นโดย Fred Schmid และ Dennis ในปี 1967 วิธีการแลกเปลี่ยนความร้อนมีผลฉนวนกันความร้อนความร้อนที่ดีสามารถควบคุมอุณหภูมิของการหลอมเหลวและผลึกได้อย่างอิสระ

ข้อได้เปรียบของการใช้วิธีการแลกเปลี่ยนความร้อนในการปลูกคริสตัลแซฟไฟร์คือการที่เบ้าหลอมคริสตัลและเครื่องทำความร้อนไม่เคลื่อนไหวในระหว่างการเจริญเติบโตของคริสตัลกำจัดการยืดกล้ามเนื้อของวิธี Kyvo และวิธีการดึงลดปัจจัยการรบกวนของมนุษย์ ในเวลาเดียวกันอัตราการระบายความร้อนสามารถควบคุมได้เพื่อลดความเครียดจากความร้อนของคริสตัลและผลที่เกิดจากการแตกร้าวของคริสตัลและความคลาดเคลื่อนที่เกิดขึ้นและสามารถปลูกคริสตัลที่ใหญ่ขึ้นได้ มันง่ายกว่าที่จะทำงานและมีโอกาสในการพัฒนาที่ดี

แหล่งอ้างอิง:

[1] Zhu Zhenfeng งานวิจัยเกี่ยวกับสัณฐานวิทยาของพื้นผิวและความเสียหายรอยแตกของคริสตัลแซฟไฟร์โดยลวดเพชร

[2] Chang Hui การวิจัยแอปพลิเคชันเกี่ยวกับเทคโนโลยีการเจริญเติบโตของคริสตัลแซฟไฟร์ขนาดใหญ่

[3] จาง Xueping งานวิจัยเกี่ยวกับการเจริญเติบโตของคริสตัลแซฟไฟร์และแอปพลิเคชัน LED

[4] Liu Jie ภาพรวมของวิธีการเตรียมคริสตัลแซฟไฟร์