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サファイア単結晶

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サファイアは、化合物酸化アルミニウムの単結晶形であり、それはダイヤモンドの後に自然の中で二番目に硬い材料です。サファイアは、光学透過性、物理的強度、耐衝撃性、磨耗、腐食、高圧、温度耐久性、生体適合性を提供し、様々な用途に対応できる形状に成形することができます。光・電子デバイス製造用半導体材料の蒸着に最適な基材です。


サファイアの電気的および材料特性により、白色および青色の led を製造するための主要な基材であり、サファイアはシリコンオンサファイア RFICs を製造するためのベース基板材料でもあります。


  Sapphire properties

   Benefits

  Resistant to high temperatures

   Does not melt at the temperature below 2050°C.

   Retains purity in high-temperature environments

  Rigid and durable

Resistant to scratching by a majority of materials

Resistant to high pressure

Enduring

 Chemically inert, insoluble in the

 majority of conventional industrial

 solutions and corrosion-resistant

Can be used in aggressive environment

Easily washed

Long-life performance

Possess high purity

In some environments operating life of sapphire up to 5 times more than of quartz

 Wide transmittance spectrum in UV,

 visible IR and microwave ranges

  Continuous and stable transmittance of infra-red rays

  Outstanding light transmittance at 0.25 – 4.50 μm

 High thermal conductivity

  Enables rapid heating and cooling


Sapphire characteristics:


  General

  Chemical formula:

 Al2O3

  Growing method:

 Kyropoulos, Stepanov (EFG)

  Structure:

 hexagonal

 a = b = 4.77 A

 c = 13.04 A

  Thermal

  Melting temperature:

 2040 °C

  Linear expansion coefficient:

 6.7 x 10-6 / °C parallel to С axis

 5.0 x 10-6 / °C perpendicular to С axis

  Thermal conductivity:

 46.06 W/m °K (0°C)

  Mechanical

  Density:

 3.98 g/cm3

  Hardness:

 Mohs: 9

 Knoop: 1800 daN/mm2 parallel to С axis

 2200 daN/mm2 perpendicular to С axis

  Tensile strength:

 400 MPa/mm2 (25°C) 275 MPa/mm2 (500°C) 345 MPa/mm2 (1000°C)

  Flexural strength:

 35 to 39 daN/mm2

  Compression stress:

 2.0 GPa

  Young's modulus

 3.6 x 104 to 4.4 x 104 daN/mm2

  Electric

  Dielectric permeability:

 9.3 (103 - 109 Hz, 25°C) perpendicular to С axis

 11.5 (1033 - 109 Hz, 25°C) parallel to С axis

  Specific resistivity:

 1016 Ω/cm (25°C)

 1011 Ω/cm (500°C)

 106 Ω/cm (1000°C)


Sapphire Transmittance range