Mae crisialau saffir yn cael eu tyfu o bowdr alwmina purdeb uchel gyda phurdeb o >99.995%, gan eu gwneud y maes galw mwyaf am alwmina purdeb uchel. Maent yn arddangos cryfder uchel, caledwch uchel, a phriodweddau cemegol sefydlog, gan eu galluogi i weithredu mewn amgylcheddau llym fel tymereddau uchel, cyrydiad, ac effaith. Fe'u defnyddir yn helaeth mewn amddiffyn cenedlaethol, technoleg sifil, microelectroneg, a meysydd eraill.
O bowdr alwmina purdeb uchel i grisialau saffir
1. Prif Gymwysiadau Saffir
Yn y sector amddiffyn, defnyddir crisialau saffir yn bennaf ar gyfer ffenestri is-goch taflegrau. Mae rhyfela modern yn mynnu cywirdeb uchel mewn taflegrau, ac mae'r ffenestr optegol is-goch yn elfen hanfodol i gyflawni'r gofyniad hwn. O ystyried bod taflegrau'n profi gwres ac effaith aerodynamig dwys yn ystod hedfan cyflym, ynghyd ag amgylcheddau ymladd llym, rhaid i'r radome feddu ar gryfder uchel, ymwrthedd i effaith, a'r gallu i wrthsefyll erydiad o dywod, glaw, ac amodau tywydd garw eraill. Mae crisialau saffir, gyda'u trosglwyddiad golau rhagorol, eu priodweddau mecanyddol uwchraddol, a'u nodweddion cemegol sefydlog, wedi dod yn ddeunydd delfrydol ar gyfer ffenestri is-goch taflegrau.
Mae swbstradau LED yn cynrychioli'r defnydd mwyaf o saffir. Ystyrir goleuadau LED fel y drydedd chwyldro ar ôl lampau fflwroleuol ac arbed ynni. Mae egwyddor LEDs yn cynnwys trosi ynni trydanol yn ynni golau. Pan fydd cerrynt yn mynd trwy led-ddargludydd, mae tyllau ac electronau'n cyfuno, gan ryddhau ynni gormodol ar ffurf golau, gan gynhyrchu goleuo yn y pen draw. Mae technoleg sglodion LED yn seiliedig ar wafferi epitacsial, lle mae deunyddiau nwyol yn cael eu dyddodi haen wrth haen ar swbstrad. Mae'r prif ddeunyddiau swbstrad yn cynnwys swbstradau silicon, swbstradau silicon carbid, a swbstradau saffir. Ymhlith y rhain, mae swbstradau saffir yn cynnig manteision sylweddol dros y ddau arall, gan gynnwys sefydlogrwydd dyfeisiau, technoleg paratoi aeddfed, diffyg amsugno golau gweladwy, trosglwyddiad golau da, a chost gymedrol. Mae data'n dangos bod 80% o gwmnïau LED byd-eang yn defnyddio saffir fel eu deunydd swbstrad.
Yn ogystal â'r cymwysiadau uchod, defnyddir crisialau saffir hefyd mewn sgriniau ffonau symudol, dyfeisiau meddygol, addurno gemwaith, ac fel deunyddiau ffenestri ar gyfer amrywiol offerynnau canfod gwyddonol fel lensys a phrismau.
2. Maint y Farchnad a'r Rhagolygon
Wedi'i yrru gan gefnogaeth polisi a'r senarios cymhwysiad ehangu ar gyfer sglodion LED, disgwylir i'r galw am swbstradau saffir a'u maint marchnad gyflawni twf dau ddigid. Erbyn 2025, rhagwelir y bydd cyfaint cludo swbstradau saffir yn cyrraedd 103 miliwn o ddarnau (wedi'u trosi'n swbstradau 4 modfedd), sy'n cynrychioli cynnydd o 63% o'i gymharu â 2021, gyda chyfradd twf blynyddol gyfansawdd (CAGR) o 13% o 2021 i 2025. Disgwylir i faint marchnad swbstradau saffir gyrraedd ¥8 biliwn erbyn 2025, cynnydd o 108% o'i gymharu â 2021, gyda CAGR o 20% o 2021 i 2025. Fel "rhagflaenydd" swbstradau, mae maint y farchnad a thuedd twf crisialau saffir yn amlwg.
3. Paratoi Crisialau Saffir
Ers 1891, pan ddyfeisiodd y cemegydd Ffrengig Verneuil A. y dull asio fflam i gynhyrchu crisialau gemau artiffisial am y tro cyntaf, mae astudiaeth twf crisial saffir artiffisial wedi ymestyn dros ganrif. Yn ystod y cyfnod hwn, mae datblygiadau mewn gwyddoniaeth a thechnoleg wedi sbarduno ymchwil helaeth i dechnegau tyfu saffir i ddiwallu gofynion diwydiannol am ansawdd crisial uwch, cyfraddau defnyddio gwell, a chostau cynhyrchu is. Mae amryw o ddulliau a thechnolegau newydd wedi dod i'r amlwg ar gyfer tyfu crisialau saffir, megis y dull Czochralski, y dull Kyropoulos, y dull twf wedi'i fwydo â ffilm wedi'i diffinio gan ymyl (EFG), a'r dull cyfnewid gwres (HEM).
3.1 Dull Czochralski ar gyfer Tyfu Crisialau Saffir
Mae dull Czochralski, a arloeswyd gan Czochralski J. ym 1918, hefyd yn cael ei adnabod fel y dechneg Czochralski (a dalfyrrir fel y dull Cz). Ym 1964, defnyddiodd Poladino AE a Rotter BD y dull hwn am y tro cyntaf i dyfu crisialau saffir. Hyd yn hyn, mae wedi cynhyrchu nifer fawr o grisialau saffir o ansawdd uchel. Mae'r egwyddor yn cynnwys toddi'r deunydd crai i ffurfio toddiant, yna trochi had grisial sengl i wyneb y toddiant. Oherwydd y gwahaniaeth tymheredd ar y rhyngwyneb solid-hylif, mae uwch-oeri yn digwydd, gan achosi i'r toddiant galedu ar wyneb y toddiant a dechrau tyfu grisial sengl gyda'r un strwythur grisial â'r had. Mae'r had yn cael ei dynnu'n araf i fyny wrth gylchdroi ar gyflymder penodol. Wrth i'r had gael ei dynnu, mae'r toddiant yn galedu'n raddol ar y rhyngwyneb, gan ffurfio grisial sengl. Mae'r dull hwn, sy'n cynnwys tynnu grisial o'r toddiant, yn un o'r technegau cyffredin ar gyfer paratoi crisialau sengl o ansawdd uchel.
Mae manteision dull Czochralski yn cynnwys: (1) cyfradd twf cyflym, sy'n galluogi cynhyrchu crisialau sengl o ansawdd uchel mewn amser byr; (2) mae crisialau'n tyfu ar yr wyneb toddedig heb gysylltiad â wal y pair, gan leihau straen mewnol yn effeithiol a gwella ansawdd y grisial. Fodd bynnag, anfantais fawr i'r dull hwn yw'r anhawster o dyfu crisialau diamedr mawr, gan ei wneud yn llai addas ar gyfer cynhyrchu crisialau mawr.
3.2 Dull Kyropoulos ar gyfer Tyfu Crisialau Saffir
Mae dull Kyropoulos, a ddyfeisiwyd gan Kyropoulos ym 1926 (a dalfyrrir fel dull KY), yn rhannu tebygrwydd â dull Czochralski. Mae'n cynnwys trochi grisial hadau i'r wyneb toddedig a'i dynnu'n araf i fyny i ffurfio gwddf. Unwaith y bydd y gyfradd solidio ar y rhyngwyneb toddedig-had yn sefydlogi, ni chaiff yr had ei dynnu na'i gylchdroi mwyach. Yn lle hynny, rheolir y gyfradd oeri i ganiatáu i'r grisial sengl solidio'n raddol o'r brig i lawr, gan ffurfio grisial sengl yn y pen draw.
Mae proses Kyropoulos yn cynhyrchu crisialau o ansawdd uchel, dwysedd diffygion isel, cost-effeithiolrwydd mawr a ffafriol.
3.3 Dull Twf Ffilm-Bwydo wedi'i Ddiffinio gan Ymyl (EFG) ar gyfer Tyfu Crisialau Saffir
Mae'r dull EFG yn dechnoleg twf crisialau siâpiedig. Mae ei egwyddor yn cynnwys rhoi toddi pwynt toddi uchel mewn mowld. Mae'r toddi yn cael ei dynnu i ben y mowld trwy weithred capilarïaidd, lle mae'n dod i gysylltiad â'r grisial hadau. Wrth i'r had gael ei dynnu a'r toddi galedu, mae grisial sengl yn ffurfio. Mae maint a siâp ymyl y mowld yn cyfyngu ar ddimensiynau'r grisial. O ganlyniad, mae gan y dull hwn rai cyfyngiadau ac mae'n addas yn bennaf ar gyfer crisialau saffir siâpiedig fel tiwbiau a phroffiliau siâp U.
3.4 Dull Cyfnewid Gwres (HEM) ar gyfer Tyfu Crisialau Saffir
Dyfeisiwyd y dull cyfnewid gwres ar gyfer paratoi crisialau saffir mawr gan Fred Schmid a Dennis ym 1967. Mae gan y system HEM inswleiddio thermol rhagorol, rheolaeth annibynnol ar y graddiant tymheredd yn y toddiant a'r grisial, a rheolaeth dda. Mae'n gymharol hawdd cynhyrchu crisialau saffir gydag afleoliad isel a mawr.
Mae manteision y dull HEM yn cynnwys absenoldeb symudiad yn y pair, y grisial, a'r gwresogydd yn ystod twf, gan ddileu gweithredoedd tynnu fel y rhai yn nulliau Kyropoulos a Czochralski. Mae hyn yn lleihau ymyrraeth ddynol ac yn osgoi diffygion crisial a achosir gan symudiad mecanyddol. Yn ogystal, gellir rheoli'r gyfradd oeri i leihau straen thermol a'r diffygion cracio a dadleoli crisial sy'n deillio o hynny. Mae'r dull hwn yn galluogi twf crisialau mawr, mae'n gymharol hawdd i'w weithredu, ac mae ganddo ragolygon datblygu addawol.
Gan fanteisio ar arbenigedd dwfn mewn twf crisial saffir a phrosesu manwl gywir, mae XKH yn darparu atebion waffer saffir personol o'r dechrau i'r diwedd wedi'u teilwra ar gyfer cymwysiadau amddiffyn, LED, ac optoelectroneg. Yn ogystal â saffir, rydym yn cyflenwi ystod lawn o ddeunyddiau lled-ddargludyddion perfformiad uchel gan gynnwys wafferi silicon carbid (SiC), wafferi silicon, cydrannau ceramig SiC, a chynhyrchion cwarts. Rydym yn sicrhau ansawdd, dibynadwyedd a chymorth technegol eithriadol ar draws pob deunydd, gan helpu cwsmeriaid i gyflawni perfformiad arloesol mewn cymwysiadau diwydiannol ac ymchwil uwch.
Amser postio: Awst-29-2025