Hoeveel weet u over saffier?

Saffierkristalwordt gekweekt uit aluminiumoxidepoeder met hoge zuiverheid met een zuiverheid van meer dan 99,995%. Het is het grootste vraaggebied voor aluminiumoxide met veel zuiverheid. Het heeft de voordelen van hoge sterkte, hoge hardheid en stabiele chemische eigenschappen. Het kan werken in harde omgevingen zoals hoge temperatuur, corrosie en impact. Het wordt veel gebruikt in defensie- en civiele technologie, micro -elektronica -technologie en andere gebieden.

Van hoog zuiver aluminiumoxidepoeder tot saffierkristal

Belangrijkste toepassingen van saffier

LED -substraat is de grootste toepassing van saffier. De toepassing van LED in verlichting is de derde revolutie na fluorescentielampen en energiebesparende lampen. Het principe van LED is om elektrische energie om te zetten in lichte energie. Wanneer de stroom door de halfgeleider gaat, combineren de gaten en elektronen en wordt de overtollige energie vrijgegeven als lichte energie en produceert uiteindelijk het effect van lichtgevende verlichting.LED -chiptechnologieis gebaseerd opEpitaxiale wafels. Door lagen van gasvormige materialen afgezet op het substraat, omvatten de substraatmaterialen voornamelijk siliconensubstraat,Siliconencarbide -substraaten Sapphire -substraat. Onder hen heeft Sapphire -substraat duidelijke voordelen ten opzichte van de andere twee substraatmethoden. De voordelen van saffiersubstraat worden voornamelijk weerspiegeld in apparaatstabiliteit, volwassen voorbereidingstechnologie, niet-absorptie van zichtbaar licht, goed lichte transmissie en matige prijs. Volgens gegevens gebruikt 80% van de LED -bedrijven in de wereld Sapphire als substraatmateriaal.

Naast het bovengenoemde veld kunnen saffierkristallen ook worden gebruikt in mobiele telefoonschermen, medische apparatuur, sieradendecoratie en andere velden. Bovendien kunnen ze ook worden gebruikt als venstermaterialen voor verschillende wetenschappelijke detectie -instrumenten zoals lenzen en prisma's.

Bereiding van saffierkristallen

In 1964 paste Poladino, AE en Rotter deze methode eerst toe op de groei van saffierkristallen. Tot nu toe zijn een groot aantal hoogwaardige saffierkristallen geproduceerd. Het principe is: ten eerste worden de grondstoffen tot het smeltpunt verwarmd om een ​​smelt te vormen, en vervolgens wordt een enkel kristalzaad (d.w.z. zaadkristal) gebruikt om contact op te nemen met het oppervlak van de smelt. Vanwege het temperatuurverschil wordt het vaste-vloeistofgrensvlak tussen het zaadkristal en de smelt overkoelt, dus de smelt begint te stollen op het oppervlak van het zaadkristal en begint een enkel kristal te laten groeien met dezelfde kristalstructuur als hetzaadkristal. Tegelijkertijd wordt het zaadkristal langzaam omhoog getrokken en met een bepaalde snelheid gedraaid. Terwijl het zaadkristal wordt getrokken, stolt de smelt geleidelijk op het vaste-vloeistof-grensvlak en wordt vervolgens een enkel kristal gevormd. Dit is een methode om kristallen uit een smelt te laten groeien door een zaadkristal te trekken, dat hoogwaardige afzonderlijke kristallen van de smelt kan bereiden. Het is een van de veelgebruikte kristalgroeimethoden.

De voordelen van het gebruik van de czochralski -methode om kristallen te laten groeien zijn:

(1) De groeisnelheid is snel en hoogwaardige afzonderlijke kristallen kunnen in een korte periode worden gekweekt; 

(2) Het kristal groeit op het oppervlak van de smelt en neemt geen contact op met de smeltkroeswand, die de interne spanning van het kristal effectief kan verminderen en de kristalkwaliteit kan verbeteren. 

Een groot nadeel van deze methode voor het kweken van kristallen is echter dat de diameter van het kristal dat kan worden gekweekt klein is, wat niet bevorderlijk is voor de groei van grote kristallen.

Kyropoulos -methode voor het kweken van saffierkristallen

Kyropoulos -methode, uitgevonden door Kyropouls in 1926, wordt KY -methode genoemd. Het principe is vergelijkbaar met dat van de czochralski -methode, dat wil zeggen dat het zaadkristal in contact wordt gebracht met het oppervlak van de smelt en vervolgens langzaam omhoog getrokken. Nadat het zaadkristal echter gedurende een bepaalde periode omhoog is getrokken om een ​​kristalhals te vormen, wordt het zaadkristal niet langer omhoog getrokken of gedraaid nadat de stollingsnelheid van het grensvlak tussen de smelt en het zaadkristal stabiel is. Het enkele kristal wordt geleidelijk gestold van boven naar beneden door de koelsnelheid te regelen, en ten slotte eenenkel kristalwordt gevormd.

De producten die door het kibblingproces worden geproduceerd, hebben de kenmerken van hoge kwaliteit, lage defectdichtheid, grote omvang en betere kosteneffectiviteit.

Sapphire -kristalgroei door geleide schimmelmethode

Als een speciale kristalgroeipechnologie wordt de geleide schimmelmethode in het volgende principe gebruikt: door een hoog smeltpunt in de mal te smelten, wordt de smelt op de mal gezogen door de capillaire werking van de mal om contact met het zaadkristal te bereiken en kan een enkel kristal worden gevormd tijdens het zaadkristal trekken en continue stolling. Tegelijkertijd hebben de randgrootte en vorm van de vorm bepaalde beperkingen op de kristalgrootte. Daarom heeft deze methode bepaalde beperkingen in het aanvraagproces en is alleen van toepassing op speciaal gevormde saffierkristallen zoals buisvormige en U-vormige.

Sapphire kristalgroei door warmte -uitwisselingsmethode

De warmteverwisselingsmethode voor het bereiden van grote saffierkristallen werd uitgevonden door Fred Schmid en Dennis in 1967. De warmteverwisselingsmethode heeft een goed thermisch isolatie-effect, kan onafhankelijk de temperatuurgradiënt van de smelt en het kristal regelen, heeft een goede controleerbaarheid en is gemakkelijker te groeien saffierkristallen met lage dislocatie en grote omvang.

Het voordeel van het gebruik van de warmteverwisselingsmethode om saffierkristallen te laten groeien, is dat de smeltkroes, kristal en verwarming niet bewegen tijdens kristalgroei, waardoor de rekwerking van de Kyvo -methode en de trekmethode wordt geëlimineerd, waardoor menselijke interferentiefactoren worden verminderd en dus kristale defecten veroorzaakt door mechanische beweging vermeden; Tegelijkertijd kan de koelsnelheid worden geregeld om de thermische spanning van de kristal te verminderen en de resulterende kristalscheuren en dislocatiedefecten, en kan het grotere kristallen groeien. Het is gemakkelijker om te werken en heeft goede ontwikkelingsperspectieven.

Referentiebronnen:

[1] Zhu Zhenfeng. Onderzoek naar oppervlaktemorfologie en scheurschade van saffierkristallen door diamantdraadzaag snijden

[2] Chang Hui. Toepassingsonderzoek naar grote saffierkristalgroeicijftechnologie

[3] Zhang Xueping. Onderzoek naar saffierkristalgroei en LED -toepassing

[4] Liu Jie. Overzicht van saffierkristalbereidingsmethoden en -kenmerken