Zenbat dakizu zafiroari buruz?

Zafiro kristalapurutasun handiko alumina hautsetik hazten da, % 99,995 baino gehiagoko garbitasunarekin. Garbitasun handiko aluminaren eskaera eremu handiena da. Erresistentzia handiko, gogortasun handiko eta propietate kimiko egonkorraren abantailak ditu. Ingurune gogorretan lan egin dezake, hala nola tenperatura altua, korrosioa eta inpaktua. Asko erabiltzen da defentsa eta teknologia zibilean, mikroelektronikan eta beste esparru batzuetan.

Garbitasun handiko alumina hautsetik zafiro kristalera

Zafiroaren funtsezko aplikazioak

LED substratua zafiroaren aplikazio handiena da. LED-a argiztapenean aplikatzea lanpara fluoreszenteen eta energia aurrezteko lanpararen ondoren hirugarren iraultza da. LEDaren printzipioa energia elektrikoa argi energia bihurtzea da. Korrontea erdieroaletik igarotzen denean, zuloak eta elektroiak konbinatzen dira, eta gehiegizko energia argi-energia gisa askatzen da, azkenean argi argiaren efektua sortuz.LED txip teknologiaoinarritzen daoble epitaxialak. Substratoan metatutako gas-materialen geruzen bidez, substratuko materialek batez ere siliziozko substratua dute,silizio karburoaren substratuaeta zafiroaren substratua. Horien artean, zafiro substratuak abantaila nabariak ditu beste bi substratu metodoen aldean. Zafiro-substratuaren abantailak gailuaren egonkortasunean, prestaketa-teknologi helduan, argi ikusgaia ez xurgatzen, argi-transmisio ona eta prezio moderatuan islatzen dira. Datuen arabera, munduko LED enpresen % 80k zafiroa erabiltzen dute substratu-material gisa.

Aipatutako eremuaz gain, zafiro kristalak telefono mugikorreko pantailetan, ekipamendu medikoetan, bitxien dekorazioan eta beste esparru batzuetan ere erabil daitezke. Horrez gain, leiho-material gisa ere erabil daitezke detekzio zientifikoko hainbat tresnatarako, hala nola, lenteak eta prismak.

Zafiro-kristalak prestatzea

1964an, Poladino, AE eta Rotter, BD-k metodo hau aplikatu zuten lehen aldiz zafiro-kristalen hazkuntzan. Orain arte, kalitate handiko zafiro kristal ugari ekoitzi dira. Printzipioa hau da: lehendabizi, lehengaiak urtze-puntura berotzen dira urtu bat osatzeko, eta gero kristal bakarreko hazi bat (hau da, hazi kristala) erabiltzen da urtuaren gainazalarekin harremanetan jartzeko. Tenperatura-diferentzia dela eta, hazi-kristalaren eta urtuaren arteko interfaze solido-likidoa superhoztu egiten da, beraz, urtua hazi-kristalaren gainazalean solidotzen hasten da eta kristal bakar bat hazten hasten da.hazia kristala. Aldi berean, haziaren kristala poliki-poliki gorantz tiratzen da eta abiadura jakin batean biratzen da. Hazi-kristala tiratzen den heinean, urtua pixkanaka solidotzen da solido-likidoen interfazean, eta gero kristal bakar bat sortzen da. Hau urtu batetik kristalak hazteko metodo bat da, hazi-kristal bati tiraka, eta horrek kalitate handiko kristal bakarreak presta ditzake. Gehien erabiltzen diren kristalak hazteko metodoetako bat da.

Kristalak hazteko Czochralski metodoa erabiltzearen abantailak hauek dira:

(1) hazkunde-tasa azkarra da, eta kalitate handiko kristal bakarreak hazi daitezke denbora laburrean; 

(2) kristala urtuaren gainazalean hazten da eta ez du arragoa hormarekin harremanetan jartzen, eta horrek kristalaren barneko estresa eraginkortasunez murrizten du eta kristalaren kalitatea hobetzen du. 

Hala ere, kristalak hazteko metodo honen desabantaila handi bat hazi daitekeen kristalaren diametroa txikia dela da, eta hori ez da egokia tamaina handiko kristalak hazteko.

Zafiro-kristalak hazteko Kyropoulos metodoa

Kyropoulos metodoa, Kyropoulsek 1926an asmatua, KY metodoa deitzen zaio. Bere printzipioa Czochralski metodoaren antzekoa da, hau da, hazi-kristala urtuaren gainazalean kontaktuan jartzen da eta gero poliki-poliki gorantz tiratzen da. Hala ere, hazi-kristala denbora-tarte batez kristal-lepoa osatzeko gorantz tiratu ondoren, hazi-kristala ez da gehiago tiratzen edo biratzen, urtuaren eta hazi-kristalaren arteko interfazearen solidotze-tasa egonkorra izan ondoren. Kristal bakarra pixkanaka sendotzen da goitik behera hozte-abiadura kontrolatuz, eta azkenikkristal bakarraeratzen da.

Kibbling-prozesuaren bidez ekoitzitako produktuek kalitate handiko, akatsen dentsitate baxuko, tamaina handiko eta kostu-eraginkortasun hobearen ezaugarriak dituzte.

Zafiro kristalaren hazkundea molde gidatuaren metodoaren bidez

Kristalaren hazkuntzarako teknologia berezi gisa, molde gidatuaren metodoa printzipio honetan erabiltzen da: moldean urtze-puntu altua jarriz, urtua moldean xurgatzen da moldearen ekintza kapilararen bidez, haziaren kristalarekin kontaktua lortzeko. , eta kristal bakar bat sor daiteke hazi-kristalaren tiraka eta solidotze etengabean. Aldi berean, moldearen ertzaren tamainak eta formak zenbait muga dituzte kristalen tamainan. Hori dela eta, metodo honek muga batzuk ditu aplikazio-prozesuan eta forma bereziko zafiro kristaletan soilik aplikatzen da, hala nola, hodi-formakoak eta U-formakoak.

Zafiro kristalen hazkundea bero-truke metodoaren bidez

Tamaina handiko zafiro kristalak prestatzeko bero-truke-metodoa Fred Schmid-ek eta Dennis-ek asmatu zuten 1967an. Bero-truke-metodoak isolamendu termiko efektu ona du, urtuaren eta kristalaren tenperatura-gradientea modu independentean kontrolatu dezake, kontrolagarritasun ona du eta da. errazagoa da zafiro kristalak hazten, dislokazio baxua eta tamaina handikoa.

Zafiro-kristalak hazteko bero-truke-metodoa erabiltzearen abantaila da arragoa, kristala eta berogailua ez direla mugitzen kristalen hazkuntzan, kyvo metodoaren luzatze-akzioa eta tira-metodoa ezabatuz, giza interferentzia-faktoreak murriztuz eta, horrela, kristala saihestuz. mugimendu mekanikoek eragindako akatsak; aldi berean, hozte-tasa kontrolatu daiteke kristalen estres termikoa eta ondorioz kristalen pitzadura eta dislokazio akatsak murrizteko, eta kristal handiagoak haz daitezke. Errazagoa da funtzionatzen eta garapen-aukera onak ditu.

Erreferentzia iturriak:

[1] Zhu Zhenfeng. Zafiro-kristalen gainazaleko morfologiari eta pitzadura-kalteari buruzko ikerketak diamante-hari-zerra zatitzean

[2] Chang Hui. Tamaina handiko zafiro kristal hazteko teknologiari buruzko aplikazio-ikerketa

[3] Zhang Xueping. Zafiro kristalen hazkundeari eta LED aplikazioari buruzko ikerketa

[4] Liu Jie. Zafiro kristala prestatzeko metodo eta ezaugarrien ikuspegi orokorra