合成蓝宝石晶体

单晶氧化铝

圣戈班晶体的单晶蓝宝石纯度高、污染少、无晶界,缺陷也少;从而具有一系列理想的特性。

  • 它非常坚硬,几乎不可能被刮花。
  • 它具有化学惰性。
  • 它可以无干扰地传输光。
  • 它可以导热,但却是电绝缘体。
  • 它具有耐温性。

凭借 50 多年的经验,我们在工业蓝宝石的生长、加工和生产方面的能力确保始终如一的最高质量和出色的光传输。

工业蓝宝石的独特属性使其成为一种经济高效的解决方案,其中高性能和长寿命至关重要,包括高温、高压或刺激性化学物质等极端物理条件。

作为目前最坚硬的材料之一,蓝宝石几乎不会被刮擦,这有助于它在苛刻的物理环境中保持其完整性。它的熔点超过 2000°C,是高温应用的理想选择。它具有化学惰性,可耐受刺激性化学物质,例如氟等离子体和其他工业气体和流体,并且不会产生颗粒。此外,蓝宝石可以透射紫外线、可见光和红外线以及微波,范围比大多数材料都要广。

圣戈班在蓝宝石生长和生产加工能力方面的设计与开发旨在从单一来源提供最广泛的蓝宝石产品。

限边馈膜生长 (Edge Fed Growth) 技术有助于实现大型、连续的单晶蓝宝石片,从而生产管材(直径达 3”)和窗口(1 英尺 × 3 英尺)。借助这种生长技术,蓝宝石晶体的形状和尺寸可以在其形成过程中得以控制。

我们的团队进一步挑战极限,于近期生产出世界上最大的单晶蓝宝石管材(2.5”外径 x 30”长),并开发出蓝宝石片的曲面加工工艺。

探索我们各种形状的工业蓝宝石晶体:扁平和曲面片材、管材、针材、棒材和复杂键合型。

与圣戈班单晶蓝宝石的材料比较

材料 类型 密度 g/cc 面密度 psf/in 杨氏模量
Gpa
努氏硬度
Kg/mm2
断裂韧性
MPa-m1/2
热导率
W/m-K
热膨胀系数
10-7/K
蓝宝石 陶瓷 3.9 20.2 435 2000 2 32 60
ALON® 3.69 19.2 323 1850 2 9.6 56
尖晶石 3.58 18.6 277 1645 1.5 - 2 14.7 60
钠钙玻璃 玻璃 2.52 13.1 69.6 585 0.75 0.9 - 1.3 90
硅酸锂铝 玻璃陶瓷 2.52 13.1 88.5 570 1.1 1.6 - 1.3 0

 

蓝宝石特性

  • 单晶 (Al2O3)、纯度可能最高、无晶界
  • 颗粒污染最小或无颗粒污染
  • 高熔点,2053oC
  • 硬度仅次于莫氏硬度表上的钻石:极其耐刮擦
  • 化学惰性(在大多数工艺环境中不反应)
  • 优异的刚性(435 Gpa,比石英硬 6 倍)
  • 透明 - 透射紫外线 - 可见光 - 红外波长
  • 可透射线
  • 可制成复杂形状
机械
特性
密度  3.97 gm/cm3 (0.143 lb/in3) (25°C)
杨氏模量 435 GPa (63 x 106 psi) 平行于 C 轴 (25°C)
386 GPa (56 x 106 psi) 平行于 C 轴 (1000°C)
刚性模量(剪切模量) 175 GPa (26 x 106 psi)
挠曲强度 1035 MPa (150 kpsi) 平行于 C 轴 (25°)
760 MPa (110 kpsi) 垂直于 C 轴 (25°)
抗压强度 ≈2 GPa (300 kpsi) (25°)
硬度

莫氏 9(20℃ 和 25°C 之间)

1900 努氏(平行于 C 轴)
2200 努氏(垂直于 C 轴)

光学
特性
透射 紫外到中波红外 (~200-5000nm)
单轴负折射率 普通射线(C轴)No = 1.768
非常射线 Ne-1.760
双折射:0.008
折射率温度系数 13 X 10-6/°C(可见光范围)
光谱发射率 0.1 (1600°C)
光谱吸收率 0.1 – 0.2cm-1 (0.66 μm, 1600°C)
热力
特性
熔点 2053°C (3727°F)
比热 0.181 cal/gm°K (25°C)
0.300 cal/gm°K (1000°C)
热导率 0.4 watts/cm°K (25°C)
0.1 watts/cm°K (1000°C)
热膨胀系数 (25 – 1000°C)
8.8 x 10-6;平行于 C 轴
7.9 x 10-6;垂直于 C 轴
尺寸范围

可提供的标准片材产品包括:

  • 未抛光、“原位生长”、厚度为 .060”至 .500”(1.5 至 12.7 mm)
  • 抛光、厚度为 .030”至 .35”(0.76 至 8.9 mm)
  • 宽度达 12.0”(304 mm)、长度达 81.0”(2057 mm)
  • 圆盘直径为 0.125”至 12.0”(3.1 至 304 mm)

可提供的标准管材的尺寸范围为外径 .06”至 1.7”(1.5 mm 至 43.0 mm)
可提供的标准棒材的直径可达 .30” (7.6 mm),长度为 40.0” (1016 mm)

配置
Brochures
Sapphire-Properties.pdf

Sapphire (Al2O3) Material Properties Brochure

PDF | 1.21 MB
Sapphire-Properties
Articles
Sapphire-The-Ultimate-High-Performance-Manufacturing-Material.pdf

In this article, we outline the properties of sapphire and take a look at how Edge-Fed-Growth is enabling the production of large and complex sapphire

PDF | 532.89 KB
Sapphire-The-Ultimate-High-Performance-Manufacturing-Material