A kivételes tulajdonságaikról híres zafír ostyák nélkülözhetetlenek voltak a különféle magas technológiai iparágakban. Vezető zafír ostyák beszállítójaként gyakran kérdeznek tőlem a zafír ostyák kristályszerkezetéről. Ebben a blogban a zafír ostyák kristályszerkezetének részleteibe merítem, feltárva annak egyedi jellemzőit és annak következményeit, amelyek ezen ostyák teljesítményére és alkalmazására gyakoroltak.
A zafír kémiai összetétele
A zafír az alumínium -oxid kristályos formája ((al_ {2} o_ {3})), amely Corundum néven is ismert. Ez egy természetben előforduló ásvány, amely a világ különböző helyszínein megtalálható. Az (al_ {2} o_ {3}) tiszta formája színtelen, de a többi elem nyomkövetési mennyisége a Sapphire jellegzetes színeit adhatja. Például a króm jelenléte a kristályrácsban a rubinok piros színét eredményezi, amelyek szintén különféle korund.
Zafír kristályszerkezete
A Sapphire hatszögletű kristályszerkezete van, kifejezetten a trigonális rendszerhez tartozik (r \ túlvonal {3} C). Ebben a szerkezetben az alumínium ((Al^{3 +})) ionok oktaéderileg koordináltak az oxigénnel ((o^{2-})) ionokkal, és az oxigén -ionok hatszögletű bezáró (HCP) elrendezést alkotnak. Mindegyik alumíniumionot hat oxigén -ion veszi körül, és mindegyik oxigénionot négy alumínium -ion veszi körül.
A zafír egységcellája két (al_ {2} o_ {3}) képletegységet tartalmaz. A hatszögletű cella rácsos paraméterei (a = b \ neq c) és (\ alfa = \ béta = 90^{\ circ}), (\ gamma = 120^{\ circ}). Az (a) értéke körülbelül 4,758 Å, és a (c) érték körülbelül 12,991 Å.
A zafír kristályszerkezete nagyon elrendelt, ami hozzájárul kiváló fizikai és kémiai tulajdonságaihoz. Az alumínium és az oxigénionok közötti erős kovalens és ionkötések kemény, merev szerkezetet eredményeznek. Ez teszi a Sapphire -t a Föld egyik legnehezebb anyagának, csak a gyémánthoz képest.
A kristályszerkezet tulajdonságaira gyakorolt hatása
Keménység és mechanikai erő
A hatszögletű kristályszerkezet és az atomok közötti szoros kötés a zafír ostyákban kiemelkedő keménységet és mechanikai erőt biztosít számukra. A Sapphire Mohs keménysége 9, ami azt jelenti, hogy rendkívül ellenáll a karcolásnak és a kopásnak. Ez az ingatlan a zafír ostyákat ideálissá teszi olyan alkalmazásokhoz, ahol a kopásállóság döntő jelentőségű, például az órák kristályok, optikai ablakok és félvezető -feldolgozó berendezések gyártásában.
Termikus tulajdonságok
A rendezett kristályszerkezet befolyásolja a zafír termikus tulajdonságait is. A Sapphire viszonylag magas hővezető képességgel rendelkezik, amely lehetővé teszi a hő hatékony eloszlását. Ez hasznos azokban az alkalmazásokban, ahol a hőgazdálkodás fontos, például a nagy teljesítményű - kibocsátó diódák (LED -ek) és a lézerrendszerek. A zafír termikus tágulási együtthatója viszonylag alacsony és anizotróp, ami azt jelenti, hogy eltérően bővül különböző irányokban. Ezt a tulajdonságot figyelembe kell venni, ha a zafír ostyákat alkalmazzák olyan alkalmazásokban, ahol a dimenziós stabilitás kritikus.
Optikai tulajdonságok
A zafír kristályszerkezete kiváló optikai tulajdonságokat ad neki. A zafír átlátható a hullámhosszok széles tartományában, az ultraibolya -tól az infravörösig. Magas törésmutatóval rendelkezik, amely lehetővé teszi a fény hatékony hajlását. Ezek az optikai tulajdonságok a zafír ostyákat olyan optikai alkatrészekben, mint lencsékben, prizmákban és optikai ablakokban való felhasználásra alkalmassá teszik.
A zafír ostyák kristályszerkezet alapján történő alkalmazása
Félvezető ipar
A félvezető iparban a zafír ostyákat széles körben használják a gallium -nitrid (GaN) vékony fóliák növekedésének szubsztrátjaként. A zafír hatszögletű kristályszerkezete jó rácsos mérkőzést biztosít a GAN -val, amely lehetővé teszi a magas színvonalú epitaxiális növekedést. A GaN - alapú eszközök, például a magas - elektron - mobilitási tranzisztorok (HEMT) és a LED -ek, kiváló teljesítményt nyújtanak a zafír szubsztrátok magas színvonalú növekedése miatt. Felajánljuk4 hüvelykes zafír ostya,6 hüvelykes zafír ostya, és8 hüvelykes zafír ostyafélvezető alkalmazásokhoz.
Optika és fotonika
A zafír ostyákat szintén széles körben használják az optikában és a fotonikai alkalmazásokban. Kiváló optikai tulajdonságaik, keménységükkel és hőstabilitásukkal kombinálva, ideálissá teszik őket optikai lencsékben, ablakokban és prizmákban. A zafírablakokat gyakran használják durva környezetben, ahol magas hőmérséklet -ellenállás, kémiai ellenállás és karcállóság szükséges, például az űr- és védelmi alkalmazásokban.
Kopás - ellenálló alkatrészek
Magas keménységük és kopásállóságuk miatt a zafír ostyákat használják a kopás -ellenálló alkatrészek gyártásában. Például a zafírcsapágyakat precíziós hangszerekben és órákban használják, ahol csökkenthetik a súrlódást és növelhetik az eszköz élettartamát.
Következtetés
Összegezve, a zafír ostyák kristályszerkezete, az (al_ {2} o_ {3}) hatszögletű szerkezete a kiemelkedő tulajdonságaik kulcsa. Az atomok erős kötése és rendezett elrendezése nagy keménységet, kiváló termikus és optikai tulajdonságokat, valamint jó mechanikai szilárdságot eredményez. Ezek a tulajdonságok miatt a zafír ostyák alkalmassá teszik a félvezető, az optika és a kopás - ellenálló alkatrészek iparában.
Mint zafír ostyák beszállítója, elkötelezettek vagyunk a magas színvonalú zafír ostyák biztosításában, a kristályszerkezet és a tulajdonságok pontos ellenőrzésével. Ha érdekli termékeink, vagy bármilyen kérdése van a zafír ostyákkal kapcsolatban, kérjük, vegye fel velünk a kapcsolatot további megbeszélésekkel és beszerzési tárgyalásokkal.
Referenciák
- Nassau, K. (1980). Az ember által készített drágakövek. John Wiley & Sons.
- Sze, SM és NG, KK (2007). A félvezető eszközök fizikája. John Wiley & Sons.
- Kittel, C. (2005). Bevezetés a szilárdtest fizikájába. John Wiley & Sons.