Sapphire hakkında ne kadar biliyorsun?

Safir kristal%99.995'ten fazla saflık ile yüksek saflıkta alümina tozundan yetiştirilir. Yüksek saflıkta alümina için en büyük talep alanıdır. Yüksek mukavemet, yüksek sertlik ve stabil kimyasal özelliklerin avantajlarına sahiptir. Yüksek sıcaklık, korozyon ve etki gibi sert ortamlarda çalışabilir. Savunma ve sivil teknoloji, mikroelektronik teknolojisi ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Yüksek saflıkta alümina tozundan safir kristale

Safir'in temel uygulamaları

LED substrat en büyük safir uygulamasıdır. LED'in aydınlatmada uygulanması, floresan lambalar ve enerji tasarrufu sağlayan lambalardan sonra üçüncü devrimdir. LED ilkesi elektrik enerjisini ışık enerjisine dönüştürmektir. Akım yarı iletkenden geçtiğinde, delikler ve elektronlar birleşir ve aşırı enerji hafif enerji olarak salınır ve sonunda aydınlık aydınlatmanın etkisini üretir.LED çip teknolojisidayanırepitaksiyal gofretler. Substrat üzerinde biriken gaz malzemeleri katmanları aracılığıyla, substrat malzemeleri esas olarak silikon substratı içerir,silikon karbür substratıve safir substratı. Bunlar arasında, safir substratın diğer iki substrat yöntemine göre bariz avantajları vardır. Safir substratının avantajları esas olarak cihaz stabilitesi, olgun preparat teknolojisi, görünür ışığın emilmesi, iyi ışık geçirgenliği ve orta fiyata yansıtılır. Verilere göre, dünyadaki LED şirketlerinin% 80'i Sapphire substrat malzemesi olarak kullanıyor.

Yukarıda belirtilen alana ek olarak, safir kristaller cep telefonu ekranlarında, tıbbi ekipmanlarda, mücevher dekorasyonunda ve diğer alanlarda da kullanılabilir. Ayrıca, lensler ve prizmalar gibi çeşitli bilimsel algılama araçları için pencere malzemeleri olarak da kullanılabilirler.

Safir kristallerinin hazırlanması

1964'te Poladino, AE ve Rotter, BD bu yöntemi ilk olarak safir kristallerin büyümesine uyguladı. Şimdiye kadar, çok sayıda yüksek kaliteli safir kristal üretildi. Prensip: Birincisi, bir eriyik oluşturmak için erime noktasına ısıtılır ve daha sonra eriyik yüzeyine temas etmek için tek bir kristal tohum (yani tohum kristali) kullanılır. Sıcaklık farkı nedeniyle, tohum kristali ve eriyik arasındaki katı-sıvı arayüzü aşırı soğutulur, bu nedenle eriyik tohum kristalinin yüzeyinde katılaşmaya başlar ve tek bir kristal ile aynı kristal büyümeye başlar.tohum kristali. Aynı zamanda, tohum kristali yavaşça yukarı doğru çekilir ve belirli bir hızda döndürülür. Tohum kristali çekilirken, eriyik katı-sıvı arayüzünde yavaş yavaş katılaşır ve daha sonra tek bir kristal oluşur. Bu, eriyikten yüksek kaliteli tek kristaller hazırlayabilen bir tohum kristali çekerek bir eriyikten kristal yetiştirmenin bir yöntemidir. Yaygın olarak kullanılan kristal büyüme yöntemlerinden biridir.

Kristalleri büyütmek için czochralki yöntemini kullanmanın avantajları:

(1) büyüme oranı hızlıdır ve yüksek kaliteli tek kristaller kısa sürede yetiştirilebilir; 

(2) Kristal eriyiğin yüzeyinde büyür ve kristalin iç stresini etkili bir şekilde azaltabilir ve kristal kalitesini iyileştirebilen pota duvarı ile temas etmez. 

Bununla birlikte, bu büyüyen kristallerin yönteminin önemli bir dezavantajı, büyütülebilen kristalin çapının küçük olmasıdır, bu da büyük boyutlu kristallerin büyümesine elverişli değildir.

Safir kristalleri yetiştirmek için Kyropoulos yöntemi

1926'da Kyropouls tarafından icat edilen Kyropoulos yöntemine KY yöntemi denir. Prensibi czochralski yöntemine benzer, yani tohum kristali eriyik yüzeyi ile temas eder ve daha sonra yavaşça yukarı doğru çekilir. Bununla birlikte, tohum kristali bir kristal boyun oluşturmak için bir süre yukarı doğru çekildikten sonra, tohum kristali, eriyik ve tohum kristali arasındaki arayüzün katılaşma oranı stabil olduktan sonra artık yukarı çekilmez veya döndürülmez. Tek kristal, soğutma hızını kontrol ederek yavaş yavaş üstten alttan katılaşır ve son olarak birtek kristaloluşur.

Kibbling işlemi tarafından üretilen ürünler, yüksek kalite, düşük kusur yoğunluğu, büyük boyut ve daha iyi maliyet etkinliği özelliklerine sahiptir.

Kılavuzlu küf yöntemi ile safir kristal büyümesi

Özel bir kristal büyüme teknolojisi olarak, rehberli küf yöntemi aşağıdaki prensipte kullanılır: kalıba yüksek bir erime noktası eriyik yerleştirilerek, eriyik tohum kristali ile temas etmek için kalıbın kılcal etkisi ile kalıp üzerine emilir ve tohum kristali çekme ve sürekli katılaşma sırasında tek bir kristal oluşturulabilir. Aynı zamanda, kalıbın kenar boyutu ve şekli, kristal boyutu üzerinde belirli kısıtlamalara sahiptir. Bu nedenle, bu yöntemin uygulama sürecinde belirli sınırlamaları vardır ve sadece boru şeklindeki ve U şeklindeki özel şekilli safir kristaller için geçerlidir.

Isı değişimi yöntemi ile safir kristal büyümesi

Büyük boyutlu safir kristalleri hazırlamak için ısı değişim yöntemi 1967'de Fred Schmid ve Dennis tarafından icat edildi. Isı değişim yöntemi iyi termal yalıtım etkisine sahiptir, eriyik ve kristalin sıcaklık gradyanını bağımsız olarak kontrol edebilir, iyi kontrol edilebilirliğe sahiptir ve düşük disokülasyon ve büyük boyutta safir kristallerinin büyütülmesi daha kolaydır.

Safir kristallerini büyütmek için ısı değişim yöntemini kullanmanın avantajı, pota, kristal ve ısıtıcı kristal büyümesi sırasında hareket etmemesi, Kyvo yönteminin ve çekme yönteminin germe etkisini ortadan kaldırması, insan girişim faktörlerini azaltması ve böylece mekanik hareketin neden olduğu kristal kusurlardan kaçınmasıdır; Aynı zamanda, soğutma hızı, kristal termal stresi ve sonuçta ortaya çıkan kristal çatlama ve çıkık kusurlarını azaltmak için kontrol edilebilir ve daha büyük kristaller yetiştirebilir. Çalışmak daha kolaydır ve iyi kalkınma beklentileri vardır.

Referans Kaynaklar:

[1] Zhu Zhenfeng. Diamond Wire tarafından Safir Kristallerinin Yüzey Morfolojisi ve Çatlak Hasarı Üzerine Araştırma

[2] Chang Hui. Büyük boyutlu safir kristal büyüme teknolojisi üzerine uygulama araştırması

[3] Zhang Xueping. Safir kristal büyümesi ve LED uygulaması üzerine araştırma

[4] Liu Jie. Safir kristal hazırlama yöntemlerine ve özelliklerine genel bakış