Υπόστρωμα Ζαφείρι
Περιγραφή
Το μονοκρύσταλλο Sapphire (Al2O3) είναι ένα εξαιρετικό πολυλειτουργικό υλικό.Έχει αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, καλή θερμική αγωγιμότητα, υψηλή σκληρότητα, υπέρυθρη μετάδοση και καλή χημική σταθερότητα.Χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλούς τομείς της βιομηχανίας, της εθνικής άμυνας και της επιστημονικής έρευνας (όπως το παράθυρο υπέρυθρων υψηλής θερμοκρασίας).Ταυτόχρονα, είναι επίσης ένα είδος ευρέως χρησιμοποιούμενου υλικού υποστρώματος μονοκρυστάλλου.Είναι το υπόστρωμα πρώτης επιλογής στην τρέχουσα βιομηχανία μπλε, βιολετί, λευκής διόδου εκπομπής φωτός (LED) και μπλε λέιζερ (LD) (το φιλμ νιτριδίου του γαλλίου πρέπει πρώτα να είναι επιταξιακό στο υπόστρωμα ζαφείρι) και είναι επίσης ένα σημαντικό υπεραγώγιμο υπόστρωμα μεμβράνης.Εκτός από το σύστημα Y, το σύστημα La και άλλες υπεραγώγιμες μεμβράνες υψηλής θερμοκρασίας, μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την ανάπτυξη νέων πρακτικών υπεραγώγιμων μεμβρανών MgB2 (διβορίδιο μαγνήσιου) (συνήθως το μονοκρυσταλλικό υπόστρωμα θα διαβρωθεί χημικά κατά την κατασκευή του MgB2 ταινίες).
Ιδιότητες
| Crystal Purity | > 99,99% |
| Σημείο τήξης (℃) | 2040 |
| Πυκνότητα (g/cm3) | 3,98 |
| Σκληρότητα (Mho) | 9 |
| Θερμική διαστολή | 7,5 (x10-6/oC) |
| Ειδική Θερμότητα | 0,10 (cal /οC) |
| Θερμική αγωγιμότητα | 46,06 @ 0oC 25,12 @ 100oC, 12,56 @ 400oC ( W/(mK) ) |
| Διηλεκτρική σταθερά | ~ 9,4 @300K στον άξονα Α ~ 11,58@ 300K στον άξονα Γ |
| Απώλεια Tangent στα 10 GHz | < 2x10-5στον άξονα Α , <5 x10-5στον άξονα Γ |
Ορισμός υποστρώματος Sapphire
Το υπόστρωμα Sapphire αναφέρεται σε ένα διαφανές κρυσταλλικό υλικό κατασκευασμένο από μονοκρυσταλλικό οξείδιο αλουμινίου (Al2O3).Ο όρος "ζαφείρι" χρησιμοποιείται συχνά για να περιγράψει την ποικιλία πολύτιμων λίθων από κορούνδιο, η οποία συνήθως έχει μπλε χρώμα.Ωστόσο, όσον αφορά τα υποστρώματα, το ζαφείρι αναφέρεται σε έναν τεχνητά αναπτυγμένο, άχρωμο, υψηλής καθαρότητας κρύσταλλο που χρησιμοποιείται σε ποικίλες εφαρμογές.Ακολουθούν ορισμένα βασικά σημεία σχετικά με τα υποστρώματα από ζαφείρι:
1. Κρυσταλλική δομή: Το ζαφείρι έχει μια εξαγωνική κρυσταλλική δομή στην οποία τα άτομα αλουμινίου και τα άτομα οξυγόνου διατάσσονται επανειλημμένα.Ανήκει στο τριγωνικό κρυσταλλικό σύστημα.
2. Υψηλή σκληρότητα: Το ζαφείρι είναι ένα από τα πιο σκληρά υλικά που είναι γνωστά, με σκληρότητα Mohs 9. Αυτό το καθιστά εξαιρετικά ανθεκτικό στις γρατσουνιές και στην τριβή, συμβάλλοντας στην αντοχή και τη μακροζωία του στην εφαρμογή.
3. Μετάδοση φωτός: Το Sapphire έχει εξαιρετική μετάδοση φωτός, ειδικά στις ορατές και εγγύς υπέρυθρες περιοχές.Μπορεί να μεταδώσει φως από περίπου 180 nm έως 5500 nm, καθιστώντας το κατάλληλο για ένα ευρύ φάσμα οπτικών και οπτοηλεκτρονικών εφαρμογών.
4. Θερμικές και μηχανικές ιδιότητες: Το ζαφείρι έχει καλές θερμικές και μηχανικές ιδιότητες, υψηλό σημείο τήξης, χαμηλό συντελεστή θερμικής διαστολής και εξαιρετική θερμική αγωγιμότητα.Μπορεί να αντέξει τις υψηλές θερμοκρασίες, τη μηχανική καταπόνηση και τον θερμικό κύκλο, καθιστώντας το κατάλληλο για εφαρμογές υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής ισχύος.
5. Χημική σταθερότητα: Το ζαφείρι έχει υψηλή χημική σταθερότητα και μπορεί να αντισταθεί στα περισσότερα οξέα, αλκάλια και οργανικούς διαλύτες.Αυτό το χαρακτηριστικό εξασφαλίζει την αντοχή και την αξιοπιστία του σε διάφορα σκληρά περιβάλλοντα.
6. Ιδιότητες ηλεκτρικής μόνωσης: Το Sapphire είναι ένας εξαιρετικός ηλεκτρικός μονωτήρας, ο οποίος είναι ευεργετικός για εφαρμογές που απαιτούν ηλεκτρική μόνωση ή μόνωση.
7. Εφαρμογή: Τα υποστρώματα Sapphire χρησιμοποιούνται ευρέως στην οπτοηλεκτρονική, στους ημιαγωγούς, στις διόδους εκπομπής φωτός, στις διόδους λέιζερ, στα οπτικά παράθυρα, στους κρυστάλλους ρολογιών και στην επιστημονική έρευνα.
Τα υποστρώματα Sapphire εκτιμώνται ιδιαίτερα για τον συνδυασμό των οπτικών, μηχανικών, θερμικών και χημικών ιδιοτήτων τους.Οι εξαιρετικές ιδιότητες του υλικού το καθιστούν κατάλληλο για απαιτητικές εφαρμογές που απαιτούν υψηλή αντοχή, υψηλή οπτική διαύγεια, ηλεκτρική μόνωση και αντοχή στα περιβαλλοντικά στοιχεία.
