Mennyit tudsz a zafírról?

Zafírkristálynagy tisztaságú alumínium -oxid -porból termesztik, több mint 99,995%. Ez a legnagyobb keresleti terület a magas tisztaságú alumínium-oxidhoz. A nagy szilárdság, a nagy keménység és a stabil kémiai tulajdonságok előnyei vannak. Durva környezetben is működhet, mint például a magas hőmérséklet, a korrózió és az ütés. Széles körben használják a védelmi és polgári technológiákban, a mikroelektronikai technológiában és más területeken.

A nagy tisztességű alumínium-oxid-portól a zafír kristályig

A zafír kulcsfontosságú alkalmazásai

A LED -szubsztrát a zafír legnagyobb alkalmazása. A LED alkalmazása a világításban a harmadik forradalom a fluoreszcens lámpák és az energiatakarékos lámpák után. A LED elve az, hogy az elektromos energiát fényenergiává alakítsák. Amikor az áram áthalad a félvezetőn, a lyukak és az elektronok kombinálódnak, és a felesleges energiát fényenergiaként szabadítják fel, végül a fényvilágítás hatását eredményezve.LED chip technológiaalapjaepitaxiális ostya- A szubsztráton letétbe helyezett gáznemű anyagok rétegein keresztül a szubsztrát anyagok elsősorban szilíciumszubsztrátot tartalmaznak,szilícium -karbid szubsztrátés a zafír szubsztrát. Közülük a zafír szubsztrátnak nyilvánvaló előnyei vannak a másik két szubsztrát módszerrel szemben. A zafír-szubsztrát előnyei elsősorban az eszköz stabilitásában, az érett előkészítő technológiában, a látható fény, a jó fényáteresztőképesség és a mérsékelt ár nemi megszorításában tükröződnek. Az adatok szerint a világ LED -vállalatainak 80% -a szubsztrát anyagként használja a zafírot.

A fent említett mezőn kívül a zafírkristályok is használhatók a mobiltelefon-képernyőkön, orvosi berendezésekben, ékszer-dekorációban és más területeken is. Ezenkívül ablak anyagként is felhasználhatók különféle tudományos észlelési eszközökhöz, például lencsékhez és prizmákhoz.

Zafírkristályok előkészítése

1964 -ben a Poladino, AE és Rotter, a BD először alkalmazta ezt a módszert a zafírkristályok növekedésére. Eddig számos kiváló minőségű zafírkristályt készítettek. Az alapelv: Először is, a nyersanyagokat az olvadási ponthoz melegítik, hogy olvadást képezzenek, majd egy kristálymagot (azaz a vetőmagkristályt) használnak az olvadék felületének érintkezéséhez. A hőmérsékleti különbség miatt a vetőmagkristály és az olvadék közötti szilárd-folyadék-felület túlhűtött, tehát az olvadék megszilárdulni a vetőmagkristály felületén, és egy kristály növekedését kezdi, ugyanolyan kristályszerkezetgel, mint amagkristály- Ugyanakkor a vetőmagkristályt lassan felfelé húzzák és egy bizonyos sebességgel elforgatják. A vetőmagkristály meghúzásakor az olvadék fokozatosan megszilárdul a szilárd-folyadék felületen, majd egyetlen kristály képződik. Ez egy olyan módszer, amellyel a kristályokból történő kristályokból történő termesztési módszer egy vetőmagkristály húzásával, amely kiváló minőségű egykristályokat készíthet az olvadékból. Ez az egyik leggyakrabban használt kristálynövekedési módszer.

A czochralski módszer kristályok termesztésére szolgáló módszer előnyei:

(1) A növekedési ütem gyors, és a kiváló minőségű egykristályok rövid időn belül termeszthetők; 

(2) A kristály az olvadék felületén nő, és nem érintkezik a tégely falával, ami hatékonyan csökkenti a kristály belső feszültségét és javítja a kristály minőségét. 

A kristályok növekedésének ezen módszerének egyik fő hátránya azonban az, hogy a termeszthető kristály átmérője kicsi, ami nem segíti elő a nagy méretű kristályok növekedését.

Kyropoulos módszer a zafírkristályok termesztésére

A Kyropoulos módszert, amelyet a Kyropouls 1926 -ban talált ki, KY módszernek nevezik. Elve hasonló a Czochralski módszerhez, azaz a vetőmagkristályt érintkezésbe kerül az olvadék felületével, majd lassan felfelé húzza. Miután azonban a vetőmagkristályt egy ideig felfelé húzzák, hogy kristálynyakot képezzenek, a vetőmagkristályt már nem húzzák fel vagy forgatják, miután az olvadás és a vetőmag kristály közötti felület megszilárdulási sebessége stabil. Az egykristályt fokozatosan felülről lefelé erősítik a hűtési sebesség szabályozásával, és végül aegykristályoskialakul.

A Kibbling folyamat által termelt termékek tulajdonságai magas színvonalú, alacsony hibás sűrűségű, nagy méretű és jobb költséghatékonysággal rendelkeznek.

Zafír kristálynövekedés irányított penész módszerrel

Különleges kristálynövekedési technológiaként a következő elvben az irányított penész módszert alkalmazzák: ha a magas olvadáspont -olvadást a penészbe helyezik, az olvadást a penész kapilláris hatása révén szívja fel az öntőformára, hogy érintkezésbe kerüljön a vetőmag kristályával, és egyetlen kristály képződik a vetőmag kristály húzása és a folyamatos megszilárdulás során. Ugyanakkor a penész szélmérete és alakja bizonyos korlátozásokkal rendelkezik a kristály méretére. Ezért ennek a módszernek bizonyos korlátai vannak a jelentkezési folyamatban, és csak speciális alakú zafírkristályokra, például cső alakú és U alakúakra vonatkoznak.

Zafír kristálynövekedés hőcserélő módszerrel

A nagyméretű zafírkristályok előkészítésére szolgáló hőcserélési módszert Fred Schmid és Dennis 1967-ben találta ki. A hőcserélő módszernek jó hőszigetelő hatása van, függetlenül szabályozhatja az olvadék és a kristály hőmérsékleti gradiensét, jó kontrollálhatósággal rendelkezik, és könnyebben növelhető a zafírkristályok alacsony eloszlású és nagy méretű.

A hőcserélő módszer használatának a zafírkristályok termesztésére az az előnye, hogy a tégely, a kristály és a fűtés nem mozog a kristálynövekedés során, kiküszöbölve a Kyvo -módszer és a húzási módszer nyújtási hatását, csökkentve az emberi interferencia tényezőket, és elkerülve a mechanikus mozgás által okozott kristályhibákat; Ugyanakkor a hűtési sebesség szabályozható a kristályhőstressz és az ebből fakadó kristályrepedés és diszlokációs hibák csökkentése érdekében, és nagyobb kristályokat termeszthet. Könnyebben működni, és jó fejlesztési kilátásokkal rendelkezik.

Referenciaforrások:

[1] Zhu Zhenfeng. Kutatás a zafírkristályok felszíni morfológiájáról és repedéskárosodásáról gyémánthuzalon fűrészelve

[2] Chang Hui. Alkalmazási kutatás a nagy méretű zafír kristálynövekedési technológiáról

[3] Zhang Xueping. Kutatás a zafír kristálynövekedésről és a LED alkalmazásról

[4] Liu Jie. A zafír kristálykészítési módszerek és jellemzők áttekintése