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蓝宝石材料
圣戈班的合成蓝宝石是从用于军事传感器系统的光学窗口到用于工业和半导体行业的管材、棒材和观察孔各种应用的首选材料，其独特的性能使其成为包括诸如高温、高压或苛刻化学和物理环境等极端条件在内对于高性能和长寿命要求严苛应用的高性价比解决方案。
蓝宝石是目前最硬的材料之一，由于其几乎不会发生刮擦，从而易于在要求苛刻的物理环境中保持完整性。 其熔点超过2000°C，非常适合高温应用。 蓝宝石具有化学惰性，可轻松耐受氟等离子体和其他工业气体和液体等腐蚀性化学品而不会产生颗粒。 另外，蓝宝石还可透过紫外线、可见光和红外线以及微波，比大多数材料的透射波长范围更广。
用途/应用
- 透光装甲
- 光学-机械窗
- 半导体制造
- 包括颅骨钉在内的术中成像
- 工业
特点与优势
- 可能是最高纯度的无晶界单(Al2O3) 晶体
- 几乎不存在颗粒物污染
- 高熔点, 2053oC
- 莫氏硬度仅次于金刚石：极其耐刮擦
- 化学惰性（在大多数工艺环境中不发生化学反应）
- 卓越的刚性 （435 Gpa, 刚度为石英的6倍）
- 透明- 可透射紫外线- 可见光 - 红外波长
- 可透射射线
- 可制造成复杂形状
物理/机械
| 属性 | 值 |
|---|---|
| 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） |
| 抗弯强度 | 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 |
莫氏硬度为9 （介于20°25°C之间） 1900 努氏硬度平行于C轴 |
光学
| 属性 | 值 |
|---|---|
| 传动 | 紫外到中波红外（~200-5000nm） |
| 单轴负折射率 | 普通光线（C轴） No = 1.768 超常光线 Ne-1.760 双折射： 0.008 |
| 折射率的温度系数 | 13 X 10-6/°C（可见光范围） |
| 频谱发射 | 0.1 (1600°C) |
| 频谱吸收 | 0.1 – 0.2cm-1 (0.66 μm, 1600°C) |
热电
| 属性 | 值 |
|---|---|
| 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 |
Material Comparison to Saint-Gobain Synthetic Sapphire |
||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
Type |
Material |
Density g/cc |
Areal Density psf/in |
Young's Modulus Gpa |
Knoop Hardness Kg/mm2 |
Fracture Toughness MPa-m1/2 |
Thermal Conductivity W/m-K |
Thermal Expansion 10-7/K |
| Ceramic | Sapphire | 3.9 | 20.2 | 435 | 2000 | 2 | 32 | 60 |
| ALON® | 3.69 | 19.2 | 323 | 1850 | 2 | 9.6 | 56 | |
| Spinel | 3.58 | 18.6 | 277 | 1645 | 1.5 - 2 | 14.7 | 60 | |
| Glass | Soda-Lime Glass | 2.52 | 13.1 | 69.6 | 585 | 0.75 | 0.9 - 1.3 | 90 |
| Glass-Ceramic | Li-Alumino-Silicate | 2.52 | 13.1 | 88.5 | 570 | 1.1 | 1.6 - 1.3 | 0 |
可提供的标准片材产品规格包括：
- 非抛光 “原生”, 厚度从0.060英寸至0.500英寸 （1.5至12.7 毫米）
- 抛光厚度从0.030英寸至0.35英寸 （0.76至8.9 毫米）
- 宽度最大可达12.0英寸 （304 毫米）, 长度最大可达81.0英寸 （2057 毫米）
- 盘材直径 0.125英寸至12.0英寸 （3.1至304 毫米）
可提供的标准管材规格为0.06英寸至1.7英寸 （1.5 毫米至43.0 毫米） 外径
可提供的标准棒材规格最大直径0.30英寸 （7.6 毫米） 以及最大长度40.0英寸 （1016 毫米）