Сапфир кристаллары >99,995% сафлыктагы югары сафлыклы алюминий оксиды порошогыннан үстерелә, бу аларны югары сафлыклы алюминий оксидына иң зур ихтыяҗ тудыра. Алар югары ныклык, югары катылык һәм тотрыклы химик үзлекләр күрсәтә, бу аларга югары температура, коррозия һәм бәрелү кебек каты мохиттә эшләргә мөмкинлек бирә. Алар милли оборонада, гражданлык технологияләрендә, микроэлектроникада һәм башка өлкәләрдә киң кулланыла.
Югары сафлыктагы алюминий оксиды порошогыннан алып сапфир кристалларына кадәр
1Сапфирның төп кулланылышлары
Оборона секторында сапфир кристаллары, нигездә, ракета инфракызыл тәрәзәләр өчен кулланыла. Заманча сугыш ракеталарда югары төгәллек таләп итә, һәм инфракызыл оптик тәрәзә бу таләпне үтәү өчен мөһим компонент булып тора. Ракеталарның югары тизлектә очу вакытында көчле аэродинамик җылылык һәм бәрелү кичерүен, шулай ук каты сугыш мохитендә булуын исәпкә алып, радом югары ныклыкка, бәрелүгә чыдамлыкка һәм ком, яңгыр һәм башка авыр һава шартларыннан эрозиягә чыдам булырга тиеш. Сапфир кристаллары, үзләренең бик яхшы яктылык үткәрүчәнлеге, югары механик үзлекләре һәм тотрыклы химик үзенчәлекләре белән, ракета инфракызыл тәрәзәләр өчен идеаль материалга әйләнде.
LED субстратлары сапфирның иң киң кулланылышын күрсәтә. LED яктырту флуоресцент һәм энергия саклаучы лампалардан соң өченче революция дип санала. LEDларның принцибы электр энергиясен яктылык энергиясенә әйләндерүне үз эченә ала. Ток ярымүткәргеч аша үткәндә, тишекләр һәм электроннар кушыла, артык энергияне яктылык рәвешендә чыгара, нәтиҗәдә яктырту барлыкка килә. LED чип технологиясе эпитаксиаль пластиналарга нигезләнгән, анда газсыман материаллар катлам-катлам субстратка урнаштырыла. Төп субстрат материалларына кремний субстратлары, кремний карбиды субстратлары һәм сапфир субстратлары керә. Алар арасында сапфир субстратлары калган икесенә караганда зур өстенлекләр бирә, шул исәптән җайланмаларның тотрыклылыгы, өлгергән әзерләү технологиясе, күренгән яктылыкны сеңдермәү, яхшы яктылык үткәрүчәнлеге һәм уртача бәя. Мәгълүматлар күрсәткәнчә, глобаль LED компанияләренең 80% ы субстрат материалы буларак сапфир куллана.
Югарыда телгә алынган кушымталардан тыш, сапфир кристаллары шулай ук мобиль телефон экраннарында, медицина җайланмаларында, бизәнү әйберләрен бизәүдә һәм линзалар һәм призмалар кебек төрле фәнни детектив кораллары өчен тәрәзә материаллары буларак та кулланыла.
2. Базар күләме һәм перспективалары
Сәясәт ярдәме һәм LED чипларының киңәюе аркасында, сапфир субстратларына ихтыяҗ һәм аларның базар күләме ике санлы санлы үсешкә ирешәчәк дип көтелә. 2025 елга сапфир субстратларын җибәрү күләме 103 миллион данәгә җитәчәк (4 дюймлы субстратларга әйләндерелгән), бу 2021 ел белән чагыштырганда 63% ка артуны күрсәтә, 2021 елдан 2025 елга кадәр еллык үсеш темплары (CAGR) 13% тәшкил итә. Сапфир субстратлары базар күләме 2025 елга 8 миллиард иенга җитәчәк дип көтелә, бу 2021 ел белән чагыштырганда 108% ка арту, 2021 елдан 2025 елга кадәр CAGR 20% тәшкил итә. Субстратларның "алдан килгән" өлеше буларак, сапфир кристалларының базар күләме һәм үсеш тенденциясе ачык күренә.
3. Сапфир кристалларын әзерләү
1891 елда, француз химигы А. Верней беренче тапкыр ясалма асылташ кристалларын алу өчен ялкын кушу ысулын уйлап тапканнан бирле, ясалма сапфир кристалларын үстерүне өйрәнү йөз елдан артык дәвам итә. Бу чорда фән һәм техника өлкәсендәге казанышлар сапфир үстерү ысулларын киң күләмдә тикшеренүләргә этәргеч бирде, бу кристалл сыйфатын арттыру, куллану дәрәҗәсен яхшырту һәм җитештерү чыгымнарын киметү өчен сәнәгать таләпләрен канәгатьләндерү максатыннан эшләнде. Сапфир кристалларын үстерү өчен төрле яңа ысуллар һәм технологияләр барлыкка килде, мәсәлән, Чохральски ысулы, Киропулос ысулы, кырый белән билгеләнгән пленка белән туклану (EFG) ысулы һәм җылылык алмашу ысулы (HEM).
3.1 Сапфир кристалларын үстерү өчен Чохральский ысулы
1918 елда Чохралски Дж. тарафыннан башлангыч итеп алынган Чохралски ысулы шулай ук Чохралски ысулы (кыскача Cz ысулы дип атала) буларак та билгеле. 1964 елда Поладино А.Э. һәм Роттер Б.Д. бу ысулны беренче тапкыр сапфир кристалларын үстерү өчен кулланганнар. Бүгенге көнгә кадәр ул күп санлы югары сыйфатлы сапфир кристалларын җитештергән. Принцип чималны эретеп эретмә формалаштыруны, аннары эретмә өслегенә монокристалл орлыгын батыруны үз эченә ала. Каты-сыеклык чикләрендә температура аермасы аркасында, артык суыну була, эретмә орлык өслегендә катылана һәм орлык белән бер үк кристалл структурасына ия монокристалл үсә башлый. Орлык билгеле бер тизлектә әйләнеп, әкренләп өскә тартыла. Орлык тартылганда, эретмә чиктә әкренләп катылана һәм монокристалл формалаштыра. Эретмәдән кристаллны тартуны үз эченә алган бу ысул югары сыйфатлы монокристалллар әзерләү өчен киң таралган ысулларның берсе.
Чохральски ысулының өстенлекләре түбәндәгеләрне үз эченә ала: (1) тиз үсеш темплары, бу кыска вакыт эчендә югары сыйфатлы монокристалллар җитештерү мөмкинлеген бирә; (2) кристаллар эремә өслегендә тигель стенасы белән бәйләнешсез үсә, эчке киеренкелекне нәтиҗәле киметә һәм кристалл сыйфатын яхшырта. Ләкин, бу ысулның төп кимчелеге - зур диаметрлы кристаллар үстерүдәге кыенлыклар, бу аны зур күләмле кристаллар җитештерү өчен азрак яраклы итә.
3.2 Сапфир кристалларын үстерү өчен Киропулос ысулы
1926 елда Киропулос тарафыннан уйлап табылган Киропулос ысулы (кыскача KY ысулы дип атала) Чохральски ысулы белән охшаш якларга ия. Ул орлык кристаллын эремә өслегенә батыруны һәм аны муен формалаштыру өчен әкрен генә өскә тартуны үз эченә ала. Эремә-орлык чикләрендә катылану тизлеге тотрыклангач, орлык тартылмый яки әйләндерелми. Киресенчә, суыту тизлеге монокристаллның өстән аска таба әкренләп катылануына, нәтиҗәдә монокристалл формалашуына мөмкинлек бирү өчен контрольдә тотыла.
Киропулос процессы югары сыйфатлы, түбән кимчелек тыгызлыгы, зурлыгы һәм уңай чыгымлылыгы булган кристаллар җитештерә.
3.3 Сапфир кристалларын үстерү өчен кырыйлары белән билгеләнгән пленка белән тукландырылган үстерү (EFG) ысулы
EFG ысулы - формалаштырылган кристалл үстерү технологиясе. Аның принцибы югары эрү температурасы булган эретмәне формага урнаштыруны үз эченә ала. Эретмә капилляр тәэсир ярдәмендә форманың өске өлешенә тартыла, анда ул орлык кристаллына тиеп тора. Орлык тартылганда һәм эретмә катып калганда, монокристалл барлыкка килә. Калып кырыеның зурлыгы һәм формасы кристалл үлчәмнәрен чикли. Нәтиҗәдә, бу ысулның билгеле бер чикләүләре бар һәм ул, нигездә, торбалар һәм U-формасындагы профильләр кебек формалаштырылган сапфир кристаллары өчен яраклы.
3.4 Сапфир кристалларын үстерү өчен җылылык алмашу ысулы (ҖАА)
Зур күләмле сапфир кристалларын әзерләү өчен җылылык алмашу ысулын 1967 елда Фред Шмид һәм Деннис уйлап тапканнар. HEM системасы бик яхшы җылылык изоляциясе, эремә һәм кристаллдагы температура градиентын бәйсез контрольдә тоту һәм яхшы идарә итүчәнлек белән аерылып тора. Ул чагыштырмача җиңел түбән дислокацияле һәм зур сапфир кристалларын җитештерә.
HEM ысулының өстенлекләре арасында үсү вакытында тигельдә, кристаллда һәм җылыткычта хәрәкәт булмау, Киропулос һәм Чохральски ысулларындагы кебек тарту хәрәкәтләрен бетерү бар. Бу кеше катнашуын киметә һәм механик хәрәкәт аркасында барлыкка килгән кристалл җитешсезлекләрен булдырмый. Моннан тыш, суыту тизлеген термик стрессны һәм нәтиҗәдә кристалл ярылу һәм дислокация җитешсезлекләрен минимальләштерү өчен контрольдә тотарга мөмкин. Бу ысул зур күләмле кристаллар үсүенә мөмкинлек бирә, куллану чагыштырмача җиңел һәм өметле үсеш перспективаларына ия.
Сапфир кристалларын үстерү һәм төгәл эшкәртү өлкәсендә тирән тәҗрибәгә таянып, XKH оборона, LED һәм оптоэлектроника кушымталары өчен махсус эшләнгән сапфир пластиналары чишелешләрен тәкъдим итә. Сапфирдан тыш, без югары сыйфатлы ярымүткәргеч материалларның тулы ассортиментын тәкъдим итәбез, шул исәптән кремний карбиды (SiC) пластиналары, кремний пластиналары, SiC керамик компонентлары һәм кварц продуктлары. Без барлык материаллар буенча да югары сыйфат, ышанычлылык һәм техник ярдәм тәэмин итәбез, клиентларга алдынгы сәнәгать һәм тикшеренү кушымталарында алдынгы нәтиҗәләргә ирешергә ярдәм итәбез.
Бастырып чыгару вакыты: 2025 елның 29 августы