Sapphire haqqında nə qədər bilirsiniz?

Sapfir kristal99.995% -dən çox olan yüksək saflıq alumina tozundan böyüyür. Yüksək saflıq alimi üçün ən böyük tələbat sahəsidir. Yüksək güc, yüksək sərtlik və sabit kimyəvi xüsusiyyətlərin üstünlükləri var. Yüksək temperatur, korroziya və təsir kimi sərt mühitlərdə işləyə bilər. Müdafiə və mülki texnologiya, mikroelektronika texnologiyası və digər sahələrdə geniş istifadə olunur.

Yüksək saflıq alumina tozundan safir kristalına qədər

Sapphire'nin əsas tətbiqləri

LED substrat, sapfirin ən böyük tətbiqidir. İşıqlandırma zamanı LED-in tətbiqi flüoresan lampalar və enerji qənaət edən lampalardan sonra üçüncü inqilabdır. LED prinsipi elektrik enerjisini yüngül enerjiyə çevirməkdir. Hazırkı yarımkeçirovdan keçəndə dəliklər və elektronlar birləşir və artıq enerji işıq enerjisi kimi buraxılır, nəhayət işıqlı işıqların təsirini istehsal edir.LED çip texnologiyasıəsaslanırepitaxial gofret. Substratda yatırılmış qazlı materialların təbəqələri vasitəsilə substrat materialları əsasən silikon substrat daxildir,silikon karbid substratuvə sapfir substrat. Onların arasında Sapphire substratının digər iki substrat metodu üzərində açıq üstünlükləri var. Sapphire substratının üstünlükləri əsasən cihaz sabitliyində, yetkin hazırlıq texnologiyasında, görünən işığın, yaxşı işıq ötürmə və orta qiymətin udulmasında əks olunur. Məlumata görə, dünyanın LED şirkətlərinin 80% -i substrat materialı kimi Sapphire istifadə edir.

Yuxarıda göstərilən sahəyə əlavə olaraq, Sapphire kristalları mobil telefon ekranlarında, tibbi avadanlıqlar, zərgərlik bəzək və digər sahələrdə də istifadə edilə bilər. Bundan əlavə, onlar linzalar və prizmalar kimi müxtəlif elmi aşkar alətləri üçün pəncərə materialları kimi istifadə edilə bilər.

Sapphire kristallarının hazırlanması

1964-cü ildə Poladino, AE və Rotter, BD əvvəlcə bu üsulu sapfir kristallarının böyüməsinə tətbiq etdi. İndiyə qədər çox sayda yüksək keyfiyyətli sapfir kristal istehsal edilmişdir. Prinsip: Əvvəlcə, xammal ərimə nöqtəsinə ərimə, sonra bir kristal toxum (yəni toxum kristal) ərimənin səthi ilə əlaqə qurmaq üçün istifadə olunur. Temperaturun fərqinə görə, toxum kristalının arasındakı bərk maye interfeys və əriməsi supercooled, buna görə ərimə toxum kristalının səthində möhkəmlənməyə başlayır və eyni kristal quruluşu ilə bir kristal yetişdirməyə başlayırtoxumçuluq kristal. Eyni zamanda, toxum kristal yavaş-yavaş yuxarıya doğru çəkilir və müəyyən bir sürətlə dönür. Toxum kristalının çəkildiyi kimi, əriməsi bərk maye interfeysdə tədricən möhkəmlənir və sonra bir kristal meydana gəlir. Bu, əriyən bir toxum kristalını çəkərək əriyən bir toxum kristaldan böyüyən bir üsuldur, bu da ərimədən yüksək keyfiyyətli tək kristal hazırlaya bilər. Bu, istifadə olunan büllur artım metodlarından biridir.

Kristalların böyüdülməsi üçün Czoxralski metodundan istifadə etməsinin üstünlükləri bunlardır:

(1) Böyümə sürəti sürətli və yüksək keyfiyyətli tək kristallar qısa müddət ərzində yetişdirilə bilər; 

(2) Kristal ərimənin səthində böyüyür və kristalın daxili stresini effektiv şəkildə azalda bilən və kristal keyfiyyətini yaxşılaşdıra bilən çarmıxa divarla əlaqə qurmur. 

Bununla birlikdə, böyüyən kristalların bu üsulunun böyük bir dezavantajı, böyüdülə bilən kristalın diametrinin böyük ölçülü kristalların böyüməsinə yararsız olan kiçikdir.

Sapphire kristallarının böyüməsi üçün Kyropoulos metodu

1926-cı ildə Kyropouls tərəfindən icad edilən Kyropoulos metodu, KY üsulu olaraq xatırlanır. Onun prinsipi Czoxralski metoduna bənzəyir, yəni toxum kristalının ərimənin səthi ilə təmasa gətirilir və sonra yavaş-yavaş yuxarı çəkilir. Bununla birlikdə, toxum kristalının bir müddət bir kristal boynu meydana gətirmək üçün bir müddət yuxarı çəkildikdən sonra toxum kristalının artıq əriyən və toxum arasındakı interfeysin möhkəmləndirmə sürətindən sonra çəkilmir və ya fırlanır. Tək kristal, soyuducu nisbətini idarə edərək tədricən yuxarıdan aşağıya qədər möhkəmlənir və nəhayət atək kristaləmələ gəlir.

Kibbling prosesi tərəfindən istehsal olunan məhsullar yüksək keyfiyyətli, aşağı qüsurlu sıxlıq, böyük ölçülü və daha yaxşı xərc səmərəliliyinin xüsusiyyətlərinə malikdir.

Sapphire Crystal böyüməsi, bələdçi qəlib üsulu ilə

Xüsusi bir büllur böyümə texnologiyası olaraq, rəhbərlik edilmiş qəlib üsulu olaraq aşağıdakı prinsipdə istifadə olunur: yüksək ərimə nöqtəsi əridin içinə əridərək, toxum kristal ilə təmasda olan kalıpın kapilyor hərəkəti ilə qəlibin üzərinə tökülür və toxum kristal çəkmə və davamlı qatılaşma zamanı formalaşdırıla bilər. Eyni zamanda, kalıbın kənar ölçüsü və forması kristal ölçüsündə müəyyən məhdudiyyətlərə malikdir. Buna görə, bu metod tətbiq prosesində müəyyən məhdudiyyətlərə malikdir və yalnız boru və u şəkilli xüsusi formalı sapfir kristallarına tətbiq olunur.

İstilik mübadiləsi metodu ilə Sapphire Kristal Böyüməsi

Böyük ölçülü sapfir kristallarının hazırlanması üçün istilik mübadiləsi metodu 1967-ci ildə Fred Schmid və Dennis tərəfindən icad edilmişdir.

Sapphire kristallarını böyütmək üçün istilik mübadiləsi metodundan istifadə etmək üstünlüyü, kristal, büllur və qızdırıcısı, Kyvo metodunun və çəkmə metodunun uzanan hərəkətini aradan qaldıran, insanın müdaxiləsi amillərinin azaldılması və beləliklə mexaniki hərəkətin yaratdığı büllur qüsurlarının qarşısını almasıdır; Eyni zamanda, soyutma dərəcəsi kristal istilik stresini və ortaya çıxan büllur krakinq və dislokasiya qüsurlarını azaltmaq üçün idarə edilə bilər və daha böyük kristallar böyüyə bilər. İşləmək daha asandır və yaxşı inkişaf perspektivləri var.

İstinad mənbələri:

[1] Zhu Zhenfeng. Almaz telləri ilə Sapphire kristallarının səth morfologiyası və çatlaq ziyan araşdırması

[2] Chang Hui. Böyük ölçülü Sapphire Kristal Böyümə Texnologiyası haqqında Tətbiq Tədqiqatı

[3] Zhang xueping. Sapphire Kristal Böyüməsi və LED tətbiqi haqqında araşdırma

[4] Liu Jie. Sapphire kristal hazırlıq metodlarına və xüsusiyyətlərinə baxış