六方晶大 人造ルビー石 Al2O3 工業用

産業使用のための総合的なルビー色のBouleの赤いサファイアの原料

サファイアのBouleの導入

青い意味する、ラテン系のSpphinsから得られるサファイア、;それはtrigonal水晶システムの鉱物の鋼玉石のグループに属する。宝石の世界では、ルビー以外の宝石等級の鋼玉石のすべての色はサファイアと呼ばれる。

サファイアの主要なコンポーネントはアルミナ（Al2O3）である。鋼玉石は鉄（Fe）およびチタニウム（チタニウム）のような微量の元素を含み、明るいスカイ ブルーがベストである青、スカイ ブルー、および淡いブルーのような色を示す。

サファイアに2040°Cの融点があり、熱システムおよびるつぼのような揮発性が結晶成長の環境にあること高い融点はそれを避けられなくさせる。共通のタイプの溶解方法によるサファイア ガラスの成長の欠陥はポイントを、泡分散させておよび包含が結晶成長プロセスの間に容易に発生することである。

それに水晶の質の比較的大きい影響がある。水晶の共通の包含は原料からの不純物のるつぼとして使用される要素およびるつぼ材料、およびタングステンの片、モリブデンおよび他の材料熱するボディおよび熱保存装置含んでいる。

包含の理由の1つは成長の水晶の過程において不純物の取り外しの現象があることである。原料の不純物は拡散るつぼの端および端から中心への不純物に排出される。不純物集中が時々沈殿させる溶解の不純物の飽和集中に達するか、または超過する時、少数の中央包含および周辺包含が付いている放射タイプの不純物のグループを形作る。パッケージの小型はアルミナの原料の純度、るつぼ材料の純度、およびるつぼの密度と主に関連している。

サファイアのBouleの変数

サファイアのBouleの細部

サファイアのBouleの基本的な構造

サファイアの構成は3つの酸素原子および2個のアルミニウム原子の共有結合によって形作られるアルミナ（Al2O3）である。サファイアのBouleの結晶構造は六角形の格子構造である。色の点では、純粋なアルミナの水晶はそれである透明、無色である。サファイアは異なった色要素および成長するサファイアのイオン浸透による異なった色を示す。チタニウム イオン（Ti3+）および鉄イオン（Fe3+）が実際のところサファイア ガラスで含まれている場合、水晶は青いサファイア（青いサファイア）のにようで、なる。水晶がクロム イオン（Cr3+）を含んでいる時、水晶は赤いようで、ルビー色になる（ルビー）。水晶がニッケル イオン（Ni3+）を含んでいる時、水晶は黄色いようで、黄色いサファイアになる。サファイア ガラスは水晶の対称の分類の中間水晶家族そしてtrigonal水晶システムに属する。

サファイアのBouleの基本的な特徴

サファイアの単結晶は異方性の、六角形の水晶システムに属する簡単な調整のタイプ酸化物の水晶である。格子変数a=b=0.4758nm、c=1.299 1 nm、α=β=90°のγ=120 °。

サファイアの単結晶の軽い伝送の範囲は0.14-6.0μmある、真空の紫外線を、中間赤外線バンドに目に見える、near-infrared、3-5μmバンドで高い光学伝送がカバーする;それに高力、高い熱伝導性、高い熱衝撃の抵抗の質要因の高い硬度の（ダイヤモンドに二番目にだけ）、機械および熱特性がある;雨、砂および塩スプレーのような腐食に対して抵抗力がある安定した化学特性;高い表面の滑らかさ、高い抵抗および高い誘電性の特性。

これらの優秀な光学、機械、熱の、化学および電気特性は軍隊および一般市民分野に於いての重要な位置そして役割を定める。

（1）化学安定性:サファイアに化学安定性の高度があり、ほとんどの化学反応の間に腐食しない。

（2）機械特性:高い硬度が原因でおよび高力、サファイアの単結晶は高力を維持できたり耐久性をおよび超低い温度から高温1500の℃まで及ぶ異なった環境で安定性が高い。同時に、それは現在Mohsスケールのダイヤモンド9までに二番目にだけ、知られている最も高い硬度の酸化物水晶材料である。

（3）光学伝送:サファイアの単結晶材料の浸透の波長範囲は優秀な化学安定性と、摩耗抵抗つながれる、0.19nm-5.5nm高い硬度および高温抵抗、作るサファイアから成っている窓をでありセンサーの光学部品は高真空システム、高温炉および他の粗い環境で広く利用されている。

（4）熱力学的性質:優秀な化学と、機械および光学的性質つながれる、約2050°Cの融点はサファイア ガラスを多くの粗い処理の環境で広く利用されたようにする。

（5）耐久性:高い硬度および透明物のために耐久力のある窓か他の精密を作るために、サファイア ガラスは頻繁に使用される機械部品。

（6）誘電性の特性:誘電性の絶縁材および一定した比誘電率。

（7）サファイアにまた高い引張強さ、腐食抵抗、熱伝導性および驚くべき熱衝撃の抵抗がある。

サファイア ガラスの適用

サファイアに最高の全面的な性能があり、主に半導体の薄膜の基質材料、大規模な集積回路の基質、等として使用される最も広く利用された酸化物の基質材料に、なった。

サファイア ガラスはまた赤外線軍装置、ミサイル、潜水艦、衛星宇宙技術、検出のための優秀な窓材料であり、強力なレーザー（レーザー）、ミサイル整形の良質の光学材料、耐久力のある忍耐材料、等はの特に、海底窓および原子時計軍プロダクトのかけがえのない役割を担う。

他の一般市民の適用では、サファイアはまた透明な電子材料として、ランプおよび窓、半導体ウエハーの運送装置、熱絶縁体、熱電対、紫外および赤外線光学窓および重力波の検出の器械使用することができる。

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