چقدر در مورد یاقوت کبود می دانید؟

یاقوت کبود کریستالاز پودر آلومینا با خلوص بالا با خلوص بیش از 99.995 ٪ رشد می کند. این بزرگترین منطقه تقاضا برای آلومینای با خلوص بالا است. این مزیت از استحکام بالا ، سختی زیاد و خاصیت شیمیایی پایدار است. این می تواند در محیط های سخت مانند درجه حرارت بالا ، خوردگی و ضربه کار کند. این برنامه به طور گسترده در فناوری دفاع و غیرنظامی ، فناوری میکروالکترونیک و سایر زمینه ها مورد استفاده قرار می گیرد.

از پودر آلومینا با خلوص بالا گرفته تا کریستال یاقوت کبود

برنامه های اصلی یاقوت کبود

بستر LED بزرگترین کاربرد یاقوت کبود است. استفاده از LED در روشنایی سومین انقلاب پس از لامپ های فلورسنت و لامپ های صرفه جویی در مصرف انرژی است. اصل LED تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی نور است. هنگامی که جریان از نیمه هادی عبور می کند ، سوراخ ها و الکترون ها با هم ترکیب می شوند و انرژی اضافی به عنوان انرژی نور آزاد می شود و در نهایت اثر نورپردازی درخشان را ایجاد می کند.فناوری تراشه LEDبر اساسویفرهای اپیتاکسیالبشر از طریق لایه های مواد گازی که بر روی بستر قرار گرفته اند ، مواد بستر به طور عمده شامل بستر سیلیکون هستند ،بستر کاربید سیلیکونو بستر یاقوت کبود. در میان آنها ، بستر یاقوت کبود مزایای آشکاری نسبت به دو روش بستر دیگر دارد. مزایای بستر یاقوت کبود عمدتاً در ثبات دستگاه ، فناوری آماده سازی بالغ ، عدم جذب نور مرئی ، انتقال نور خوب و قیمت متوسط ​​منعکس می شود. براساس داده ها ، 80 ٪ از شرکت های LED در جهان از یاقوت کبود به عنوان مواد بستر استفاده می کنند.

علاوه بر زمینه فوق ، از کریستال های یاقوت کبود نیز می توان در صفحه های تلفن همراه ، تجهیزات پزشکی ، دکوراسیون جواهرات و سایر زمینه ها استفاده کرد. علاوه بر این ، آنها همچنین می توانند به عنوان مواد پنجره ای برای ابزارهای مختلف تشخیص علمی مانند لنزها و منشور استفاده شوند.

تهیه بلورهای یاقوت کبود

در سال 1964 ، Poladino ، AE و Rotter ، BD ابتدا این روش را برای رشد بلورهای یاقوت کبود به کار برد. تاکنون تعداد زیادی از کریستال های یاقوت کبود با کیفیت بالا تولید شده است. اصل این است: ابتدا از مواد اولیه به نقطه ذوب گرم می شوند تا ذوب شوند و سپس از یک بذر کریستالی منفرد (یعنی کریستال بذر) برای تماس با سطح ذوب استفاده می شود. با توجه به اختلاف دما ، رابط مایع جامد بین کریستال بذر و ذوب سوپراسیون می شود ، بنابراین ذوب شروع به جامد شدن بر روی سطح کریستال بذر می کند و شروع به رشد یک کریستال واحد با همان ساختار کریستالی می کندبذر کریستالبشر در همان زمان ، کریستال بذر به آرامی به سمت بالا کشیده می شود و با سرعت مشخص می چرخد. با کشیدن کریستال بذر ، ذوب به تدریج در رابط مایع جامد جامد می شود و سپس یک کریستال منفرد تشکیل می شود. این روشی برای رشد کریستال ها از ذوب با کشیدن کریستال بذر است که می تواند کریستال های تک با کیفیت بالا را از ذوب تهیه کند. این یکی از روشهای رشد کریستالی متداول است.

مزایای استفاده از روش Czochralski برای رشد کریستال ها عبارتند از:

(1) سرعت رشد سریع است و کریستال های تک با کیفیت بالا می توانند در یک دوره زمانی کوتاه رشد کنند. 

(2) کریستال روی سطح ذوب رشد می کند و با دیواره قابل حمل تماس نمی گیرد ، که می تواند به طور مؤثر استرس داخلی کریستال را کاهش داده و کیفیت کریستال را بهبود بخشد. 

با این حال ، یک نقطه ضعف عمده این روش در حال رشد کریستال ها این است که قطر کریستال که می توان رشد کرد ، اندک است ، که این امر به رشد کریستال های بزرگ منجر نمی شود.

روش Kyropoulos برای رشد بلورهای یاقوت کبود

روش Kyropoulos ، که توسط Kyropouls در سال 1926 اختراع شده است ، به روش KY گفته می شود. اصل آن شبیه به روش Czochralski است ، یعنی کریستال بذر با سطح ذوب در تماس است و سپس به آرامی به سمت بالا کشیده می شود. با این حال ، بعد از اینکه کریستال بذر برای مدت زمانی به سمت بالا کشیده می شود تا یک گردن کریستال تشکیل شود ، کریستال بذر دیگر پس از سرعت جامد سازی رابط بین ذوب و کریستال بذر دیگر کشیده نمی شود یا چرخانده می شود. کریستال منفرد به تدریج با کنترل میزان خنک کننده از بالا به پایین محکم می شود و در نهایت aتک کریستالتشکیل شده است

محصولات تولید شده توسط فرآیند Kibbling دارای ویژگی های با کیفیت بالا ، چگالی کم کم ، اندازه بزرگ و مقرون به صرفه بودن بهتر هستند.

رشد کریستال یاقوت کبود با روش قالب هدایت شده

به عنوان یک فناوری خاص رشد کریستال ، از روش قالب هدایت شده در اصل زیر استفاده می شود: با قرار دادن یک نقطه ذوب بالا در قالب ، ذوب با عمل مویرگی قالب برای دستیابی به تماس با کریستال بذر بر روی قالب مکیده می شود و می توان در طول کشش بذر و جامد سازی مداوم یک کریستال واحد ایجاد کرد. در عین حال ، اندازه و شکل لبه قالب محدودیت های خاصی در اندازه کریستال دارد. بنابراین ، این روش محدودیت های خاصی در فرآیند درخواست دارد و فقط در کریستال های یاقوت کبود مخصوص شکل مانند لوله و U شکل کاربرد دارد.

رشد کریستال یاقوت کبود با روش تبادل گرما

روش تبادل گرما برای تهیه کریستال های یاقوت کبود در اندازه بزرگ توسط فرد اشمیت و دنیس در سال 1967 اختراع شد. روش تبادل گرما دارای اثر عایق حرارتی خوبی است ، می تواند به طور مستقل شیب دمای ذوب و کریستال را کنترل کند ، کنترل خوبی دارد و رشد کریستال های یاقوت کبود با جابجایی کم و اندازه زیاد است.

مزیت استفاده از روش تبادل گرما برای رشد کریستال های یاقوت کبود این است که Crucible ، Crystal و بخاری در طول رشد کریستال حرکت نمی کنند ، عملکرد کششی روش Kyvo و روش کشیدن را از بین می برند و عوامل مداخله انسان را کاهش می دهند و در نتیجه از نقص کریستالی ناشی از حرکت مکانیکی جلوگیری می کنند. در عین حال ، می توان میزان خنک کننده را برای کاهش استرس حرارتی کریستال و نقص کریستال حاصل از آن کنترل کرد و می تواند کریستال های بزرگتر را رشد دهد. کار با آن آسان تر است و چشم انداز توسعه خوبی دارد.

منابع مرجع:

[1] Zhu Zhenfeng. تحقیقات در مورد مورفولوژی سطح و آسیب ترک کریستال های یاقوت کبود توسط اره اره الماس سیم

[2] چانگ هوی. تحقیقات کاربردی در مورد فناوری رشد کریستال یاقوت کبود به اندازه بزرگ

[3] ژانگ Xueping. تحقیقات در مورد رشد کریستال یاقوت کبود و کاربرد LED

[4] لیو جی. نمای کلی روش ها و ویژگی های تهیه کریستال یاقوت کبود