كم تعرف عن الياقوت؟

الكريستال الياقوتيزرع من مسحوق الألومينا عالية النقاء مع نقاء أكثر من 99.995 ٪. إنها أكبر منطقة طلب للألومينا العالية. لديها مزايا عالية القوة ، صلابة عالية ، والخصائص الكيميائية المستقرة. يمكن أن تعمل في بيئات قاسية مثل ارتفاع درجة الحرارة والتآكل والتأثير. يتم استخدامه على نطاق واسع في التكنولوجيا الدفاعية والزمنية ، وتكنولوجيا الإلكترونيات الدقيقة وغيرها من المجالات.

من مسحوق الألومينا عالي النقاء إلى كريستال الياقوت

التطبيقات الرئيسية من الياقوت

LED الركيزة هي أكبر تطبيق من الياقوت. تطبيق LED في الإضاءة هو الثورة الثالثة بعد مصابيح الفلورسنت ومصابيح لتوفير الطاقة. مبدأ LED هو تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة خفيفة. عندما يمر التيار عبر أشباه الموصلات ، يتم دمج الثقوب والإلكترونات ، ويتم إطلاق الطاقة الزائدة كطاقة خفيفة ، مما ينتج عنه أخيرًا تأثير الإضاءة المضيئة.LED تقنية الرقائقيعتمد علىرقائق محورية. من خلال طبقات من المواد الغازية المودعة على الركيزة ، تشمل مواد الركيزة بشكل أساسي ركيزة السيليكون ،الركيزة كربيد السيليكونوالركيزة الياقوت. من بينها ، يتمتع الركيزة الياقوت بمزايا واضحة على طريقتي الركيزة الأخرى. تنعكس مزايا الركيزة الياقوت بشكل أساسي في استقرار الجهاز ، وتكنولوجيا التحضير الناضجة ، وعدم امتصاص الضوء المرئي ، ونقل الضوء الجيد ، والسعر المعتدل. وفقًا للبيانات ، تستخدم 80 ٪ من الشركات LED في العالم الياقوت كمواد الركيزة.

بالإضافة إلى الحقل المذكور أعلاه ، يمكن أيضًا استخدام بلورات الياقوت في شاشات الهاتف المحمول والمعدات الطبية وتزيين المجوهرات وغيرها من الحقول. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أيضًا استخدامها كمواد نافذة لمختلف أدوات الكشف العلمي مثل العدسات والمنشورات.

تحضير بلورات الياقوت

في عام 1964 ، قام Poladino و AE و Rotter ، بتطبيق BD لأول مرة على نمو بلورات الياقوت. حتى الآن ، تم إنتاج عدد كبير من بلورات الياقوت عالية الجودة. المبدأ هو: أولاً ، يتم تسخين المواد الخام إلى نقطة الانصهار لتشكيل ذوبان ، ثم يتم استخدام بذرة بلورية واحدة (أي بلورة البذور) للاتصال بسطح الذوبان. بسبب اختلاف درجة الحرارة ، يتم تبريد الواجهة السائلة الصلبة بين بلورة البذور والذوبان ، لذلك يبدأ الذوبان في ترسيخ على سطح بلورة البذور ويبدأ في نمو بلورة واحدة مع نفس التركيب البلوري مثلبلورة البذور. في الوقت نفسه ، يتم سحب بلورة البذور ببطء إلى الأعلى وتدور بسرعة معينة. عندما يتم سحب بلورة البذور ، يصلب الذوبان تدريجياً في الواجهة السائلة الصلبة ، ثم يتم تشكيل بلورة واحدة. هذه طريقة لزراعة البلورات من الذوبان عن طريق سحب بلورة البذور ، والتي يمكن أن تحضير بلورات مفردة عالية الجودة من الذوبان. إنها واحدة من طرق نمو البلورة الشائعة الاستخدام.

مزايا استخدام طريقة Czochralski لتنمية البلورات هي:

(1) معدل النمو سريع ، ويمكن زراعة البلورات الفردية عالية الجودة في فترة زمنية قصيرة ؛ 

(2) تنمو البلورة على سطح الذوبان ولا تتواصل مع الجدار البوتقة ، والتي يمكن أن تقلل بشكل فعال من الإجهاد الداخلي للكريستال وتحسين جودة البلورة. 

ومع ذلك ، فإن أحد العيوب الرئيسية لهذه الطريقة في زراعة البلورات هو أن قطر البلورة التي يمكن زراعتها صغيرة ، والتي لا تؤدي إلى نمو البلورات الكبيرة الحجم.

طريقة Kyropoulos لزراعة بلورات الياقوت

يشار إلى طريقة Kyropoulos ، التي اخترعها Kyropouls في عام 1926 ، باسم طريقة KY. يشبه مبدأها طريقة طريقة التشيتشرالسكي ، أي أن بلورة البذور تلامس مع سطح الذوبان ثم يتم سحبها ببطء لأعلى. ومع ذلك ، بعد سحب بلورة البذور لأعلى لفترة زمنية لتشكيل رقبة بلورية ، لم يعد يتم سحب بلورة البذور أو تدويرها بعد معدل تصلب الواجهة بين الذوبان وبلورة البذور. يتم ترسيخ البلورة المفردة تدريجياً من الأعلى إلى الأسفل عن طريق التحكم في معدل التبريد ، وأخيراً أبلورة واحدةيتكون.

تتمتع المنتجات التي تنتجها عملية Kibbling بخصائص ذات جودة عالية ، وكثافة عيب منخفضة ، وحجم كبير ، وفعالية من حيث التكلفة بشكل أفضل.

النمو البلوري الياقوت بواسطة طريقة العفن الموجهة

كتقنية نمو بلورية خاصة ، يتم استخدام طريقة العفن الموجهة في المبدأ التالي: عن طريق وضع نقطة انصهار عالية في القالب ، يتم امتصاص الذوبان على القالب بواسطة العمل الشعري للقالب لتحقيق ملامسة بلورة البذور ، ويمكن تشكيل بلورة واحدة أثناء سحب البلورة البذرة والموضوع المستمر. في الوقت نفسه ، فإن حجم الحافة وشكل القالب لها قيود معينة على حجم البلورة. لذلك ، فإن هذه الطريقة لها قيود معينة في عملية التطبيق وتنطبق فقط على بلورات الياقوت الخاصة على شكل خاص مثل أنبوبي على شكل حرف U.

النمو البلوري الياقوت بواسطة طريقة تبادل الحرارة

تم اختراع طريقة التبادل الحراري لإعداد بلورات الياقوت كبيرة الحجم من قبل فريد شميد ودينيس في عام 1967. طريقة تبادل الحرارة لها تأثير عزل حراري جيد ، يمكن أن تتحكم بشكل مستقل في درجة حرارة الانتقال من الذوبان والبلورات ، وتتمتع بقدرة جيدة على التحكم ، وأسهل في زراعة بلورات الياقوت مع انخفاض درجة الحرارة وحجمها الكبير.

تتمثل ميزة استخدام طريقة التبادل الحراري لزراعة بلورات الياقوت في أن البوتقة والبلورة والسخان لا تتحرك أثناء النمو البلوري ، مما يلغي عمل تمديد طريقة Kyvo وطريقة السحب ، مما يقلل من عوامل التداخل البشري ، وبالتالي تجنب العيوب البلورية الناتجة عن الحركة الميكانيكية ؛ في الوقت نفسه ، يمكن التحكم في معدل التبريد لتقليل الإجهاد الحراري البلوري وعيوب التكسير والخلع الناتج عن البلورة ، ويمكن أن تنمو بلورات أكبر. من الأسهل العمل ولديها آفاق تطوير جيدة.

المصادر المرجعية:

[1] Zhu Zhenfeng. البحث عن التشكل السطحي وتلف الكراك من بلورات الياقوت بواسطة شريحة منشار الأسلاك الماسية

[2] تشانغ هوي. أبحاث التطبيق على تقنية نمو بلورات الياقوت كبيرة الحجم

[3] تشانغ Xueping. البحث عن نمو البلورة الياقوت وتطبيق LED

[4] ليو جي. نظرة عامة على أساليب وخصائص تحضير بلورة الياقوت