Kiek žinai apie safyrą?

Safyro krištolasyra auginamas iš aukšto grynumo aliuminio oksido miltelių, kurių grynumas yra didesnis nei 99,995%. Tai yra didžiausia aukšto grynumo aliuminio oksido paklausos sritis. Jis turi didelio stiprumo, didelio kietumo ir stabilių cheminių savybių pranašumus. Tai gali veikti atšiaurioje aplinkoje, tokioje kaip aukšta temperatūra, korozija ir poveikis. Jis plačiai naudojamas gynybos ir civilių technologijų, mikroelektronikos technologijose ir kitose srityse.

Nuo didelio grynumo aliuminio oksido miltelių iki safyro kristalų

Pagrindinės safyro programos

LED substratas yra didžiausias safyro taikymas. LED apšvietimas yra trečioji revoliucija po fluorescencinių lempų ir energijos taupančių lempų. LED principas yra konvertuoti elektrinę energiją į lengvą energiją. Kai srovė praeina per puslaidininkį, skylės ir elektronai sujungia, o energijos perteklius išsiskiria kaip šviesos energija, pagaliau sukuriant šviesos apšvietimo poveikį.LED lustų technologijaremiasiEpitaksiniai vafliai. Per dujinių medžiagų sluoksnius, deponuotus ant substrato, substrato medžiagos daugiausia apima silicio substratą,Silicio karbido substratasir safyro substratas. Tarp jų safyro substratas turi akivaizdžių pranašumų, palyginti su kitais dviem substrato metodais. Safyro substrato pranašumai daugiausia atsispindi prietaisų stabilume, subrendusioje paruošimo technologijoje, matomos šviesos, gero šviesos pralaidumo ir vidutinės kainos neabsorbcijoje. Remiantis duomenimis, 80% LED pasaulio kompanijų pasaulyje naudoja safyrą kaip substrato medžiagą.

Be minėto lauko, safyro kristalai taip pat gali būti naudojami mobiliųjų telefonų ekranuose, medicinos įrangoje, papuošalų dekoravime ir kituose laukuose. Be to, jie taip pat gali būti naudojami kaip langų medžiagos įvairiems mokslinio aptikimo prietaisams, tokiems kaip lęšiai ir prizmės.

Safyro kristalų paruošimas

1964 m. „Poladino“, „AE“ ir „Roter“, BD, pirmiausia pritaikė šį metodą safyro kristalų augimui. Iki šiol buvo pagaminta daugybė aukštos kokybės safyro kristalų. Principas yra toks: pirma, žaliavos kaitinamos iki lydymosi taško, kad susidarytų lydymas, o tada lydalo paviršiui susisiekti naudojama viena kristalo sėkla (t. Y. Sėklų kristalas). Dėl temperatūros skirtumo kietos skysčio sąsaja tarp sėklų kristalo ir lydalo yra pernelyg aušinama, todėl lydalas pradeda sukietėti ant sėklų kristalo paviršiaus ir pradeda augti vieną kristalą su ta pačia kristalų struktūra kaip irsėklų kristalas. Tuo pačiu metu sėklų kristalas lėtai traukiamas aukštyn ir tam tikru greičiu sukamas. Kai sėklos kristalas traukiamas, lydalas palaipsniui susukamas ties kietos skysčio sąsaja, tada susidaro vienas kristalas. Tai yra kristalų auginimo iš lydalo būdas, ištraukus sėklų kristalą, kuris gali paruošti aukštos kokybės pavienius kristalus iš lydalo. Tai yra vienas iš dažniausiai naudojamų kristalų augimo metodų.

Czochralski metodo naudojimo kristalams pranašumai yra šie:

(1) augimo greitis yra greitas, o aukštos kokybės pavieniai kristalai gali būti auginami per trumpą laiką; 

(2) Kristalas auga ant lydalo paviršiaus ir nesikiša į tiglio sienelę, kuri gali efektyviai sumažinti kristalo vidinį įtempį ir pagerinti kristalų kokybę. 

Tačiau didelis šio auginimo kristalų metodo trūkumas yra tas, kad kristalo, kurį galima auginti, skersmuo yra mažas, o tai nėra palanki didelio dydžio kristalų augimui.

Kyropoulos metodas auginant safyro kristalus

Kyropoulos metodas, kurį 1926 m. Išrado Kyropouls, yra vadinamas KY metodu. Jo principas yra panašus į Czochralski metodą, tai yra, sėklų kristalas yra liečiamas su lydalo paviršiumi ir lėtai traukiamas aukštyn. Tačiau po to, kai sėklos kristalas tam tikrą laiką traukiamas į viršų, kad susidarytų kristalų kaklas, sėklos kristalas nebeįsitraukiamas ar pasukamas po to, kai lydymosi ir sėklos kristalo sąsajos sukietėjimo greitis yra stabilus. Vienas kristalas palaipsniui sukietėja iš viršaus į apačią, kontroliuojant aušinimo greitį, ir galiausiai avienas kristalasyra suformuotas.

Produktai, gaminami „Kibling“ proceso metu, pasižymi aukštos kokybės, mažo defektų tankio, didelio dydžio ir geresnio ekonomiškumo savybėmis.

Safyro kristalų augimas vadovaujamu pelėsio metodu

Kaip speciali krištolo augimo technologija, vadovaujamas pelėsio metodas naudojamas šiame principe: įdedant aukšto lydymosi taško lydymą į pelėsį, lydalas yra čiulpiamas ant pelėsio, naudojant kapiliarinį formą, kad būtų galima kontaktuotis su sėklų kristalu, o sėklų kristalų traukimo ir nuolatinio sustingimo metu galima susidaryti pavienį kristalą. Tuo pačiu metu pelėsio krašto dydis ir forma turi tam tikrus kristalų dydžio apribojimus. Todėl šis metodas turi tam tikrus taikymo proceso apribojimus ir yra taikomas tik specialiojo formos safyro kristalams, tokiems kaip vamzdinis ir U formos.

Safyro kristalų augimas šilumos mainų metodu

Fredo Schmido ir Denniso šilumos mainų metodas, skirtas paruošti didelio dydžio safyro kristalus.

Šilumos mainų metodo naudojimo pranašumas saphyro kristalams auginti yra tas, kad tiglis, kristalas ir šildytuvas nejuda kristalų augimo metu, pašalinant Kyvo metodo tempimo veikimą ir traukimo metodą, sumažinant žmogaus trukdžių veiksnius ir taip išvengiant kristalų defektų, kuriuos sukelia mechaninis judėjimas; Tuo pačiu metu aušinimo greitį galima valdyti, kad būtų sumažintas kristalų šiluminis įtempis ir atsirandantys kristalų įtrūkimų ir dislokacijos defektai, ir gali auginti didesnius kristalus. Lengviau valdyti ir turi geras plėtros perspektyvas.

Nuorodų šaltiniai:

[1] Zhu Zhenfeng. Safyro kristalų paviršiaus morfologijos ir įtrūkimų pažeidimų tyrimai deimantų vielos pjaustymo pjaustymo metu

[2] Chang Hui. Didelio dydžio safyro kristalų augimo technologijos taikymo tyrimai

[3] Zhang Xueping. Safyro kristalų augimo ir LED taikymo tyrimai

[4] Liu Ji. Safyro kristalų paruošimo metodų ir charakteristikų apžvalga