Koľko vieš o zafíre?

Zafírový krištáľsa pestuje z hlinitého prášku s vysokou čistotou s čistotou viac ako 99,995%. Je to najväčšia oblasť dopytu po vysokom čistote aluminy. Má výhody vysokej sily, vysokej tvrdosti a stabilných chemických vlastností. Môže fungovať v drsnom prostredí, ako je vysoká teplota, korózia a dopad. Všeobecne sa používa v obranných a civilných technológiách, mikroelektronike a ďalších oblastiach.

Od vysoko čistoty hlinitého prášku po zafírový kryštál

Kľúčové aplikácie Sapphire

Substrát LED je najväčšou aplikáciou Sapphire. Aplikácia LED pri osvetlení je tretia revolúcia po fluorescenčných žiarovkách a žiarovkách na úsporu energie. Princíp LED je previesť elektrickú energiu na svetelnú energiu. Keď prúd prechádza polovodičom, spájajú sa diery a elektróny a prebytočná energia sa uvoľňuje ako svetelná energia, čím konečne vytvára účinok svetelného osvetlenia.Technológia LED čipovje založený naepitaxiálne oblátky. Prostredníctvom vrstiev plynných materiálov uložených na substráte obsahujú hlavne substrátové materiály kremíkový substrát,substrát kremíkaa zafírový substrát. Medzi nimi má Sapphire Substrát zjavné výhody oproti ostatným dvom metódam substrátu. Výhody zafírového substrátu sa odrážajú hlavne v stabilite zariadenia, technológii zrelej prípravy, neabsorpcii viditeľného svetla, dobrej prenosu svetla a miernej cene. Podľa údajov 80% LED spoločnosti na svete používa zafír ako substrátový materiál.

Okrem vyššie uvedeného poľa sa môžu zafírové kryštály použiť aj na obrazovkách mobilných telefónov, lekárskom vybavení, dekorácii šperkov a ďalších poliach. Okrem toho sa môžu použiť aj ako okenné materiály pre rôzne nástroje vedeckej detekcie, ako sú šošovky a hranoly.

Príprava kryštálov Sapphire

V roku 1964 Poladino, AE a Rotter, BD, túto metódu najskôr použil na rast kryštálov zafírov. Doteraz sa vytvorilo veľké množstvo vysoko kvalitných kryštálov zafírov. Princíp je: Po prvé, suroviny sa zahrievajú do bodu topenia, aby sa vytvorila tavenina, a potom sa na kontaktovanie povrchu taveniny použije jediný kryštálový semienka (t. J. Seed kryštál). V dôsledku teplotného rozdielu je rozhranie tuhej kvapaliny medzi kryštálom semien a taveninou podchladené, takže tavenina začína tuhý na povrchu semien a začína pestovať jediný kryštál s rovnakou kryštálovou štruktúrou akokrištáľ. Zároveň je kryštál semien pomaly ťahaný smerom nahor a otáčaný určitou rýchlosťou. Keď je kryštál semien ťahaný, tavenina postupne tuhne na rozhraní tuhej kvapaliny a potom sa vytvorí jeden kryštál. Toto je metóda pestovania kryštálov z taveniny potiahnutím kryštálu semien, ktorý môže pripraviť vysoko kvalitné jednokryštály z taveniny. Je to jedna z bežne používaných metód rastu kryštálov.

Výhody použitia metódy Czochralski na pestovanie kryštálov sú:

(1) rýchlosť rastu je rýchla a kvalitné jednokryštály sa môžu pestovať v krátkom časovom období; 

(2) Kryštál rastie na povrchu taveniny a nekontaktuje stenu tégliky, čo môže účinne znížiť vnútorné napätie kryštálu a zlepšiť kvalitu kryštálu. 

Hlavnou nevýhodou tejto metódy pestovania kryštálov je však to, že priemer kryštálu, ktorý sa môže pestovať, je malý, čo nevedie k rastu kryštálov s veľkou veľkosťou.

Metóda Kyropoulos na pestovanie kryštálov zafíru

Metóda Kyropoulos, ktorú vynašiel Kyropouls v roku 1926, sa označuje ako metóda KY. Jeho princíp je podobný princípu metódy Czochralski, to znamená, že kryštál semien sa privádza do kontaktu s povrchom taveniny a potom sa pomaly ťahá smerom nahor. Avšak po tom, ako sa kryštál semien vytiahne na určitú dobu, aby sa vytvoril kryštalický krk, sa kryštál semien už nevyťahuje alebo otáča po rýchlosti tuhnutia rozhrania medzi taveninou a semenným kryštálom. Jednokryštál sa postupne stuhne zhora nadol ovládaním rýchlosti chladenia a nakoniec ajednorazový kryštálsa formuje.

Výrobky vyrábané procesom kiblingu majú charakteristiky vysokej kvality, nízkej hustoty defektov, veľkej veľkosti a lepšej nákladovej efektívnosti.

Rast kryštálov zafíru pomocou metódy so sprievodcovou plesňou

Ako špeciálna technológia rastu kryštálov sa metóda sprievodcovskej formy používa v nasledujúcom princípe: umiestnením taveniny s vysokým roztavením do formy sa tavenina nasáva na pleseň kapilárnou pôsobením formy, aby sa dosiahol kontakt so semenným kryštálom, a počas ťahania semien sa môže vytvoriť jediný kryštál. Súčasne majú veľkosť okraja a tvar formy určité obmedzenia veľkosti kryštálu. Preto má táto metóda určité obmedzenia v procese aplikácie a je použiteľná iba na kryštály so zafírom v tvare špeciálneho tvaru, ako sú tubulárne a U v tvare U.

Zafírový rast kryštálového rastu metódou výmeny tepla

Fred Schmid a Dennis v roku 1967 vynašiel metódu výmeny tepla na prípravu veľkých zafírových kryštálov. Metóda výmeny tepla má dobrý tepelný izolačný efekt, môže nezávisle regulovať teplotný gradient taveniny a kryštálu, má dobrú kontrolovateľnosť a je ľahšie pestovať kryštály zafíru s nízkou dislokáciou a veľkou veľkosťou.

Výhodou použitia metódy výmeny tepla na pestovanie zafírových kryštálov je to, že téglikový, kryštál a ohrievač sa počas rastu kryštálov nepohybujú, eliminuje napínací pôsobenie metódy Kyvo a metódu ťahania, znižuje ľudské interferenčné faktory a tak sa vyhýbajú defektom kryštálov spôsobených mechanickým pohybom; Súčasne môže byť rýchlosť chladenia kontrolovaná, aby sa znížilo tepelné napätie kryštálov a výsledné defekty krakovania a dislokácie kryštálov a môže pestovať väčšie kryštály. Je ľahšie fungovať a má dobré vyhliadky na rozvoj.

Referenčné zdroje:

[1] Zhu Zhenfeng. Výskum morfológie povrchu a poškodenie trhlín v kryštáloch zafíru pomocou diamantového drôtu, ktoré sa krájajú na krájanie

[2] Chang Hui. Výskum aplikácií v oblasti technológie rastu kryštálov vo veľkom veľkosti

[3] Zhang Xueping. Výskum rastu kryštálov Sapphire a aplikácií LED

[4] Liu Jie. Prehľad metód a charakteristík prípravy kryštálov Sapphire