Il lingotto di zaffiro può essere offerto da PAM-XIAMEN, uno dei produttori di lingotti di zaffiro. La composizione chimica è allumina ed è composta da tre atomi di ossigeno e due atomi di alluminio legati insieme in modo covalente. La struttura del cristallo di zaffiro è una struttura reticolare esagonale e la sezione comunemente usata ha orientamento A, orientamento C e orientamento R. Ha le proprietà di alta velocità del suono, resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione, elevata durezza, elevata trasmissione della luce e alto punto di fusione (2050 ). Pertanto, la boule di zaffiro puro viene utilizzata per produrre substrato di zaffiro per circuiti semiconduttori, laser ed endoprotesi. Ed è spesso usato come componenti ottici, dispositivi a infrarossi, materiali per radiazioni di radio ad alta intensità e materiali per maschere.
1. Specifiche del lingotto di zaffiro
PAM170412-S
N. 1:
| Materiale | Lingotto di zaffiro |
| Diametro del lingotto | 3 ± 0,05 pollici |
| Lunghezza lingotto | 25±1 mm |
| Difetto (poro, scheggia, gemello ecc.) | 10% |
| EPD | 1000/cm2 |
| Orientamento della superficie | (0001) (in asse: ± 0,25°) |
| Superficie | come tagliato |
| Appartamenti Primari e Secondari | Richiesto |
N. 2:
| Materiale | Lingotto di zaffiro |
| Diametro del lingotto | 4 ± 0,05 pollici |
| Lunghezza lingotto | 25±1 mm |
| Difetto (poro, scheggia, gemello ecc.) | 10% |
| EPD | 1000/cm2 |
| Orientamento della superficie | (0001) (in asse: ±0.25°) |
| Superficie | come tagliato |
| Appartamenti Primari e Secondari | Richiesto |
2. Informazioni sulla crescita del cristallo di zaffiro
Il processo di crescita del cristallo di zaffiro ha cinque fasi principali: lingotti di riempimento dei cristalli di semi, fusione e formazione di crescita. Nel processo di crescita dei cristalli di semi, il controllo della temperatura ha un impatto significativo sulla qualità del cristallo. Attualmente, i principali metodi di crescita dei cristalli di zaffiro includono principalmente: Kirghizistan (KY), Czochralski (CZ), Metodo di scambio termico (HEM) e Edge Defined Film-fed Growth (EFG). Tra questi, il metodo del Kirghizistan e il metodo dello scambio di calore sono le tecnologie principali sul mercato perché possono far crescere cristalli di zaffiro di grandi volumi. Il metodo del Kirghizistan ha la quota di mercato maggiore di oltre il 70%, seguito dal metodo dello scambio di calore.
Il confronto delle varie caratteristiche di crescita dei lingotti di zaffiro è mostrato nella tabella:
| metodo di crescita | Vantaggi | svantaggi | Caratteristiche |
| Ky | Basso contenuto di impurità e buona uniformità | Funzionamento complesso e basso utilizzo di cristalli | Cristallo 31-200 kg, ciclo non più di due settimane |
| CZ | Il processo di crescita dei cristalli è facile da osservare, il periodo di crescita è breve e la forma è regolare | Dimensioni contenute e costi elevati | Adatto per la preparazione di cristalli la cui lunghezza è maggiore del diametro |
| ORLARE | Processo stabile e di grandi dimensioni | Ciclo di crescita lungo, costo elevato, monocristallo scadente facile da rompere, non adatto per substrato LED | Quando applicato a prodotti elettronici di consumo, il materiale viene preso e la forma può essere personalizzata |
| EFG | Crescita rapida dei cristalli (1-4 cm/h), basso costo | Preparazione di processi complessi e sofisticati per la costruzione di apparecchiature | Questo metodo è adatto per vetrine, vetrine e piccoli substrati semiconduttori |
3. Standard industriali per canna in zaffiro monocristallino
Il lingotto di cristallo di zaffiro è α -Al2O3 di elevata purezza e il suo contenuto totale di impurità deve essere inferiore a 100 mg/kg.
Per la qualità del cristallo, il cristallo di zaffiro incolore dovrebbe essere un cristallo singolo all'interno dell'intervallo di diametro effettivo, la densità di dislocazione dovrebbe essere inferiore a 104 pezzi/cm2, e il valore di mezza larghezza (FWHM) della curva di imbardata a doppio cristallo dovrebbe essere inferiore a 30 arcsec.
Il metodo di crescita utilizzato per preparare il lingotto deve essere conforme al contratto tra le due parti.
L'orientamento della superficie della boule di zaffiro sintetico e l'orientamento del piano di riferimento devono soddisfare i requisiti della tabella 1.
Tabella 1 Orientamento della superficie e orientamento del piano di riferimento
| Voce | Requisiti | |||
| Orientamento della superficie | piano c (0001) ± 0,15 ° | Piano R (1102) ±0.15 | un piano (1120) ± 0,15 ° | m-piano (1010) ±0.15° |
| Orientamento del piano di riferimento | piano a (1120) ±0,3° o piano m (1010) ±0,3° | La proiezione dell'asse c sul piano (1120) viene ruotata di 45°±0,3° in senso antiorario (come mostrato nella figura sottostante) | piano c (0001) ±0,3° o piano R (1102) ±0,3° | piano c (0001) ±0.3° |
Orientamento del piano di riferimento principale del vetro zaffiro piano R
La dimensione e la deviazione ammissibile del lingotto a cristallo singolo di zaffiro devono soddisfare i requisiti della Tabella 2. Se l'acquirente ha altri requisiti per le dimensioni e le deviazioni consentite, possono essere negoziate tra il fornitore e l'acquirente e indicate nel contratto.
Tabella 2 Dimensioni e deviazioni consentite (mm)
| Voce | Requisiti | ||
| Diametro | 50,9+0,2/0 | 100.1+0.2/0 | 150.1+0.2/0 |
| ovalità | 0.05 | 0.05 | 0.05 |
| Cilindricità | 0,03/100 | 0.05/100 | 0.05/100 |
| Dimensione della superficie di riferimento | 16,0±1,0 | 31±1.0 | 47.5±1.0 |
I difetti della boccia di zaffiro in vendita devono soddisfare i requisiti della tabella 3.
Tabella 3 Difetti
| Difetti | Requisiti |
| Collasso del bordo, bolle, avvolgimenti, dispersione di particelle e altro | 15% della lunghezza totale |
| Mosaico, gemellaggio | Nessuno |
| Diffusore di luce localizzato | Nessuno |
Inoltre, la trasmissione della luce del singolo cristallo di zaffiro nella banda 410 nm ~ 780 nm dovrebbe raggiungere l'85% o più. I requisiti tecnici speciali del lingotto di zaffiro devono essere negoziati dal fornitore e dall'acquirente e devono essere indicati nel contratto.
Nota: di solito, il requisito per la produzione di lingotti di zaffiro a cristallo singolo da parte di PAM-XIAMEN-a società di lavorazione dello zaffiro sarà superiore agli standard del settore.
4. Stress Measurement of Sapphire Single Crystal by Using Stress Meter
Schematic Diagram of Stress Meter
Firstly, place the instrument in a semi-dark room with no direct light source to work;
Secondly, plug the light source into the 220V AC power supply;
Then, put the sample on the platform to be tested; and for the unpolished sample, drop refracting oil on the upper and lower surfaces;
Finally, move the sapphire crystal rod to the center of the light source, and confirm that the test probe scans different positions on the surface of the sapphire crystal to determine whether there are defects such as stress, mosaic, twins, etc.
The stress-free crystals are shown as:
The embedded crystals are shown in the figure:
The slightly stressed and large-stressed crystals are shown in diagrams:
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