Endüstriyel Sapphire Gelişmiş Üretimde Etki Kazandı

Geleneksel malzemelerin başarısız olduğu aşırı ortamları hayal edin, ancak bir kristal madde sabit kalır, kritik ekipmanları korur.Bu bilim kurgu değil. Endüstriyel safirin gerçeği.Tek kristal alüminyum oksit (Al2O3) olarak, olağanüstü fiziksel ve kimyasal özellikleri nedeniyle gelişmiş imalatta vazgeçilmez bir rol oynar.Bu makalede safirin işleme teknikleri ele alınıyor, kalite dereceleri ve mühendisler ve malzeme bilimcileri için tolerans kontrolü.

Doğal safirler ve yakutlar her ikisi de alüminyum oksit ailesine aittir ve renk farklılıkları iz krom kirliliklerinden kaynaklanır.Mühendislik seramiklerinde kullanılan polikristalin alüminin aksine, endüstriyel safir, taneler sınırlarını ve gözeneklerini ortadan kaldıran tek kristal bir yapıya sahiptir ve neredeyse teorik yoğunluğa ulaşır.Diğer malzemelerin aşırı koşullar altında başarısız olduğu zaman onu çözüm haline getirir.Zorluk, safirin hassas boyut toleranslarına ve yüzey bitirmelerine uymasındadır.

Safirin olağanüstü sertliği (2300 Hv) olağanüstü bir çizik ve aşınma direnci sağlar.ve elektrik özellikleri, zorlu uygulamalar için mükemmel:

• yoğunluk: 3,97 × 103 kg/m3
• Çekim gücü: 2250 MPa (0,25 mm çaplı tel, oda sıcaklığı)
• Basınç sıklığı: 2950 MPa
• Young modülü: 4.7 × 105 MPa
• Bükme direnci: 690 MPa

• Erime noktası: 2053°C
• Doğrusal termal genişleme katsayısı:
  • 5.3 × 10−6 /K (25°C, C eksenine paralel)
  • 4.5 × 10−6 /K (25°C, C eksenine dik)
• Isı iletkenliği: 42 W/mK (25°C)

• Direnç:
  • 1 × 1014 Ωm (havalı sıcaklık)
  • 1 × 109 Ωm (500°C)
• Dielektrik sabit:
  • 11.5 (C eksenine paralel, 103 ~ 1010 Hz, 25°C)
  • 9.3 (C eksenine dik, 103 ~ 1010 Hz, 25°C)
• Dielektrik sertliği: 4,8 × 104 KV/m (60Hz)

Saphir'in yalıtım özellikleri, yüksek sıcaklığa dayanıklılığı,ve kimyasal inertliği, yüksek performanslı entegre devreler için silikon ve galiyum nitrit epitaksiyel büyümede substrat uygulamaları için idealdir..

Temel olarak şeffaf koruyucu yüzeyler için kullanılır,safir, yüksek kaliteli saat kristalleri ve kızılötesi/ultraviyole iletim veya aşırı çevresel direnç gerektiren özel ekran pencereleri üzerinde egemenlik eder.

Sapphire pencereleri yüksek hızlı parçacık çarpmalarına dayanır ve hava araçları ve uzay araçları için erozyona dirençli uygulamalarda geleneksel camı geçer.

İnce mikrostrüktürü, yük taşıma kapasitesi ve biyolojik uyumluluğu, lazer cerrahi araçlarından ve endoskop pencerelerinden diş implantlarına ve ultra keskin cerrahi bıçaklara kadar değişik uygulamaları mümkün kılar.

• Kesme:Elmas tel testereleri veya lazerler, mikro çatlakları en aza indirerek hassas kesimler elde eder
• Döşeme:Elmas abrasifler, mekanik sürtünme yoluyla yüzeyleri yavaş yavaş arıtır
• Polişleme:Kimyasal-mekanik işlemler optik kalite yüzey bitirme üretir
• Uzman yöntemler:Ultrasonik işleme, EDM ve kimyasal kazım karmaşık geometrileri ele alır

Endüstriyel safir dereceleri kristal kusurlarına, kirlilik seviyelerine ve optik özelliklere bağlıdır.Mikron seviyesinde (bazen nanometre seviyesinde) boyut doğruluğunu korumak için gelişmiş ekipman gerektiren.

İşleme teknolojileri ilerledikçe, safirin uygulamaları yüksek teknoloji endüstrilerinde genişlemeye devam ediyor.Bu olağanüstü malzeme, yarının mühendislik zorluklarına yenilikçi çözümler vaat ediyorYeni nesil yarı iletkenlerden biyomedikal buluşlara kadar.