Kolik toho víš o Sapphire?

Sapphire Crystalse pěstuje z prášku s vysokou čistotou aluminou s čistotou více než 99,995%. Je to největší oblast poptávky pro vysoce čisté oxidem čistoty. Má výhody vysoké pevnosti, vysoké tvrdosti a stabilních chemických vlastností. Může fungovat v drsném prostředí, jako je vysoká teplota, koroze a dopad. Obecně se používá v obraně a civilní technologii, technologii mikroelektroniky a dalších oborech.

Od vysoce čistého aluminova prášku po safírový krystal

Klíčové aplikace safíru

LED substrát je největší aplikací Sapphire. Aplikace LED při osvětlení je třetí revoluce po fluorescenčních lampách a energeticky úsporných lampách. Princip LED je přeměnit elektrickou energii na světelnou energii. Když proud prochází polovodičem, díry a elektrony se kombinují a přebytečná energie se uvolní jako světelná energie, což nakonec způsobuje účinek světelného osvětlení.LED čipová technologieje založeno naepitaxiální destičky. Prostřednictvím vrstev plynných materiálů uložených na substrátu zahrnují materiály substrátu hlavně silikonový substrát,Substrát karbidu křemíkua safírový substrát. Mezi nimi má safírový substrát zřejmé výhody oproti ostatním dvěma metodám substrátu. Výhody safírového substrátu se odrážejí hlavně ve stabilitě zařízení, zralé přípravné technologie, neabsorpci viditelného světla, dobré propustnosti světla a mírnou cenu. Podle údajů používá 80% LED společností na světě Sapphire jako substrátový materiál.

Kromě výše uvedeného pole lze krystaly Sapphire také použít na obrazovkách mobilních telefonů, lékařském vybavení, dekoraci šperků a dalších oborech. Kromě toho mohou být také použity jako okenní materiály pro různé přístroje pro vědecké detekce, jako jsou čočky a hranoly.

Příprava krystalů safíru

V roce 1964 Poladino, AE a Rotter, BD poprvé aplikoval tuto metodu na růst krystalů safíru. Doposud bylo vyrobeno velké množství vysoce kvalitních safírových krystalů. Princip je: Za prvé, suroviny se zahřívají na bod tání, aby se vytvořila roztavení, a poté se k kontaktu povrchu taveniny používá jedno krystalové semeno (tj. Krystalické semen). V důsledku teplotního rozdílu je rozhraní pevných kapalin mezi krystalem semen a taveninou superchlatováno, takže tavenina začíná ztuhnout na povrchu krystalu semen a začne růst jediný krystal se stejnou krystalovou strukturou jakosemenný krystal. Současně se krystal semen je pomalu tažen nahoru a otočen určitou rychlostí. Když je krystal semen, roztavení se postupně ztuhne na rozhraní pevné tekutiny a poté se vytvoří jediný krystal. Jedná se o metodu pěstování krystalů z roztavení tažením krystalu semen, který může připravit vysoce kvalitní jednotlivé krystaly z taveniny. Je to jedna z běžně používaných metod růstu krystalů.

Výhody použití metody Czochralski pro růst krystalů jsou:

(1) Rychlost růstu je rychlá a vysoce kvalitní jednokrystaly mohou být pěstovány v krátkém časovém období; 

(2) Krystal roste na povrchu taveniny a nekontaktuje se ke kelímkové stěně, která může účinně snížit vnitřní napětí krystalu a zlepšit kvalitu krystalu. 

Hlavní nevýhodou této metody rostoucího krystalů je však to, že průměr krystalu, který lze pěstovat, je malý, což nepřispívá k růstu velkých krystalů.

Metoda Kyropoulos pro pěstování krystalů safíru

Metoda Kyropoulos, vynalezená Kyropouls v roce 1926, se označuje jako metoda KY. Jeho princip je podobný principu metody Czochralski, tj. Kryst semen je přiveden do styku s povrchem taveniny a poté pomalu vytažen nahoru. Poté, co je však krystal semen po určitou dobu zatažen vzhůru, aby se vytvořil krystalový krk, se semen krystal již není stažen nebo otočen po rychlosti tuhnutí rozhraní mezi taveninou a krystalem semen. Jediný krystal je postupně ztuhnut shora dolů ovládáním rychlosti chlazení a nakonec aSingle Crystalje vytvořen.

Výrobky produkované procesem kibblingu mají vlastnosti vysoce kvalitní, nízká hustota defektů, velké velikosti a lepší efektivnosti nákladů.

Růst krystalů safíru metodou řízených plísní

Jako technologie speciálního růstu krystalu se metoda řízená forma používá v následujícím principu: Vložením roztavení vysokého tání do formy je tavenina nasávána do formy kapilárním působením formy k dosažení kontaktu s krystalem semen a jediný krystal může být během tahání semen krystalu a nepřetržitý tušení. Současně má velikost a tvar okraje formy určitá omezení velikosti krystalu. Tato metoda má proto určitá omezení v procesu podávání žádostí a je použitelná pouze pro speciální safírové krystaly, jako je tubulární a U tvaru U.

Růst krystalů safíru metodou výměny tepla

Metoda výměny tepla pro přípravu velkých safírových krystalů byl vynalezen Fredem Schmidem a Dennisem v roce 1967. Metoda výměny tepla má dobrý tepelný izolační účinek, může nezávisle řídit teplotní gradient taveniny a krystalu, má dobrou kontrolovatelnost a je snazší růst krystalů safíru s nízkou dislokací a velkou velikostí.

Výhodou použití metody výměny tepla k růstu krystalů safíru je to, že kelímky, krystaly a topení se během růstu krystalu nepohybují, což eliminuje protahovací účinek metody Kyvo a metodu tahání, snižování faktorů lidských interferencí, a tak se vyhýbá defekty krystaly způsobené mechanickým pohybem; Současně lze rychlost chlazení řídit, aby se snížilo krystalové tepelné napětí a výsledné defekty praskání a dislokaci krystalů a může růst větších krystalů. Je snazší provozovat a má dobré vyhlídky na rozvoj.

Referenční zdroje:

[1] Zhu Zhenfeng. Výzkum morfologie povrchu a poškození trhlin safírových krystalů diamantovým drátem pily

[2] Chang Hui. Aplikační výzkum technologie růstu křišťálů ve velkém velikosti

[3] Zhang Xueping. Výzkum růstu krystalů safíru a aplikaci LED

[4] Liu Jie. Přehled metod a charakteristik přípravy na přípravu krystalů safíru