Safir kristalları yüksək təmizlikli alüminium oksidi tozundan > 99,995% saflığı ilə yetişdirilir, bu da onları yüksək təmizlikli alüminium oksidinə ən böyük tələbat sahəsinə çevirir. Onlar yüksək möhkəmlik, yüksək sərtlik və sabit kimyəvi xüsusiyyətlər nümayiş etdirirlər və bu, onlara yüksək temperatur, korroziya və təsir kimi sərt mühitlərdə işləməyə imkan verir. Onlar milli müdafiə, mülki texnologiya, mikroelektronika və digər sahələrdə geniş istifadə olunur.
Yüksək saflıqda alüminium oksidi tozundan sapfir kristallarına qədər
1. Sapphire əsas tətbiqləri
Müdafiə sektorunda sapfir kristalları ilk növbədə raket infraqırmızı pəncərələri üçün istifadə olunur. Müasir müharibə raketlərdə yüksək dəqiqlik tələb edir və infraqırmızı optik pəncərə bu tələbi yerinə yetirmək üçün vacib komponentdir. Yüksək sürətli uçuş zamanı raketlərin güclü aerodinamik istilik və təsirə məruz qaldığını nəzərə alsaq, sərt döyüş şəraiti ilə yanaşı, radom yüksək gücə, zərbəyə davamlılığa və qum, yağış və digər ağır hava şəraitinin eroziyasına tab gətirmə qabiliyyətinə malik olmalıdır. Mükəmməl işıq ötürmə qabiliyyəti, üstün mexaniki xassələri və sabit kimyəvi xüsusiyyətləri ilə sapfir kristalları raket infraqırmızı pəncərələri üçün ideal materiala çevrilmişdir.
LED substratları sapfirin ən böyük tətbiqini təmsil edir. LED işıqlandırma floresan və enerji qənaət edən lampalardan sonra üçüncü inqilab hesab olunur. LED-lərin prinsipi elektrik enerjisini işıq enerjisinə çevirməyi nəzərdə tutur. Cərəyan yarımkeçiricidən keçdikdə, deşiklər və elektronlar birləşərək, artıq enerjini işıq şəklində buraxaraq, nəticədə işıqlandırma yaradır. LED çip texnologiyası epitaksial vaflilərə əsaslanır, burada qaz halında olan materiallar lay-lay substrat üzərində yerləşdirilir. Əsas substrat materiallarına silisium substratları, silisium karbid substratları və sapfir substratları daxildir. Bunların arasında sapfir substratlar cihazın sabitliyi, yetkin hazırlıq texnologiyası, görünən işığın udulmaması, yaxşı işıq keçiriciliyi və orta qiymət də daxil olmaqla digər ikisi ilə müqayisədə əhəmiyyətli üstünlüklər təklif edir. Məlumatlar göstərir ki, qlobal LED şirkətlərinin 80%-i substrat materialı kimi sapfirdən istifadə edir.
Yuxarıda göstərilən tətbiqlərə əlavə olaraq, sapfir kristalları mobil telefon ekranlarında, tibbi cihazlarda, zərgərlik bəzəklərində və linzalar və prizmalar kimi müxtəlif elmi aşkarlama alətləri üçün pəncərə materialları kimi istifadə olunur.
2. Bazarın ölçüsü və perspektivləri
Siyasət dəstəyi və LED çiplərinin genişlənən tətbiqi ssenariləri əsasında sapfir substratlara tələbat və onların bazar ölçüsünün ikirəqəmli artıma nail olacağı gözlənilir. 2025-ci ilə qədər sapfir substratların tədarük həcminin 103 milyon ədədə (4 düymlük substratlara çevrilərək) çatacağı proqnozlaşdırılır ki, bu da 2021-ci illə müqayisədə 63% artım deməkdir, mürəkkəb illik artım tempi (CAGR) 2021-ci ildən 2025-ci ilə qədər 13% təşkil edir. Sapfir substratların bazar həcminin 2025-ci ilə qədər 13% artacağı gözlənilir. 2021-ci ilə nisbətən 2021-ci ildən 2025-ci ilə qədər CAGR ilə 20%. Substratların “sələfi” olaraq sapfir kristallarının bazar ölçüsü və artım tendensiyası göz qabağındadır.
3. Safir Kristallarının Hazırlanması
1891-ci ildən, fransız kimyaçısı Verneuil A. ilk dəfə süni qiymətli daş kristalları istehsal etmək üçün alovla birləşmə üsulunu icad etdikdən sonra, süni sapfir kristalının böyüməsinin tədqiqi bir əsrdən çox davam etdi. Bu dövrdə elm və texnologiyadakı irəliləyişlər daha yüksək kristal keyfiyyəti, təkmilləşdirilmiş istifadə dərəcələri və istehsal xərclərinin azaldılması üçün sənaye tələblərini ödəmək üçün sapfirin böyüməsi üsulları üzərində geniş araşdırmalara səbəb oldu. Sapfir kristallarının yetişdirilməsi üçün Czochralski metodu, Kyropoulos metodu, kənardan müəyyən edilmiş filmlə qidalanan böyümə (EFG) metodu və istilik mübadiləsi üsulu (HEM) kimi müxtəlif yeni üsullar və texnologiyalar ortaya çıxdı.
3.1 Safir kristallarının yetişdirilməsi üçün Czochralski metodu
1918-ci ildə Czochralski J. tərəfindən irəli sürülən Czochralski metodu, həmçinin Czochralski texnikası (qısaldılmış Cz metodu kimi) kimi tanınır. 1964-cü ildə Poladino AE və Rotter BD ilk dəfə sapfir kristallarını yetişdirmək üçün bu üsulu tətbiq etdilər. Bu günə qədər çoxlu sayda yüksək keyfiyyətli sapfir kristalları istehsal etmişdir. Prinsip, ərimə əmələ gətirmək üçün xammalın əridilməsini, sonra bir kristal toxumun ərimə səthinə batırılmasını əhatə edir. Bərk-maye interfeysindəki temperatur fərqinə görə, həddindən artıq soyutma baş verir, bu da ərimənin toxum səthində bərkiməsinə və toxumla eyni kristal quruluşa malik tək kristalın böyüməsinə səbəb olur. Toxum müəyyən sürətlə fırlanarkən yavaş-yavaş yuxarı çəkilir. Toxum çəkildikcə, ərimə tədricən interfeysdə bərkiyir və tək kristal əmələ gətirir. Kristalın ərimədən çıxarılmasını nəzərdə tutan bu üsul yüksək keyfiyyətli monokristalların hazırlanması üçün ümumi üsullardan biridir.
Czochralski metodunun üstünlüklərinə aşağıdakılar daxildir: (1) sürətli böyümə sürəti, qısa müddətdə yüksək keyfiyyətli monokristalların istehsalına imkan verir; (2) kristallar ərimə səthində pota divarı ilə təmasda olmadan böyüyür, daxili gərginliyi effektiv şəkildə azaldır və kristal keyfiyyətini yaxşılaşdırır. Bununla belə, bu metodun əsas çatışmazlığı böyük diametrli kristalların yetişdirilməsinin çətinliyidir, bu da onu böyük ölçülü kristalların istehsalı üçün daha az uyğun edir.
3.2 Safir kristallarının yetişdirilməsi üçün Kyropoulos metodu
1926-cı ildə Kyropulos tərəfindən icad edilən Kyropulos metodu (qısaldılmış KY metodu) Czochralski metodu ilə oxşarlıqları bölüşür. Bu, bir toxum kristalını ərimə səthinə batırmaq və boyun yaratmaq üçün yavaş-yavaş yuxarı çəkməkdən ibarətdir. Əritmə-toxum interfeysində bərkimə sürəti sabitləşdikdən sonra toxum artıq çəkilmir və fırlanmır. Bunun əvəzinə, soyutma sürəti tək kristalın yuxarıdan aşağıya doğru tədricən bərkiməsinə və nəticədə tək kristal meydana gəlməsinə icazə vermək üçün idarə olunur.
Kiropulos prosesi yüksək keyfiyyətli, aşağı qüsur sıxlığı, böyük və sərfəli qiymətli kristallar istehsal edir.
3.3 Sapphire Kristallarının Yetişdirilməsi üçün Kənardan Müəyyən edilmiş Film-Fed Böyümə (EFG) Metodu
EFG metodu formalı kristal böyümə texnologiyasıdır. Onun prinsipi yüksək ərimə nöqtəsinə malik əriməni qəlibə yerləşdirməyi nəzərdə tutur. Ərinti kapilyar hərəkət vasitəsilə kalıbın yuxarı hissəsinə çəkilir və burada toxum kristalı ilə təmasda olur. Toxum çəkildikdə və ərimə bərkidikcə tək kristal əmələ gəlir. Kalıbın kənarının ölçüsü və forması kristal ölçülərini məhdudlaşdırır. Nəticə etibarilə, bu metod müəyyən məhdudiyyətlərə malikdir və ilk növbədə borular və U formalı profillər kimi formalı sapfir kristalları üçün uyğundur.
3.4 Safir Kristallarının Yetişdirilməsi üçün İstilik Mübadiləsi Metodu (HEM).
İri ölçülü sapfir kristallarının hazırlanması üçün istilik mübadiləsi üsulu 1967-ci ildə Fred Şmid və Dennis tərəfindən icad edilmişdir. HEM sistemi əla istilik izolyasiyası, ərimə və kristalda temperatur qradiyentinə müstəqil nəzarət və yaxşı idarəolunma qabiliyyətinə malikdir. Nisbətən asanlıqla aşağı dislokasiyalı və böyük sapfir kristalları istehsal edir.
HEM metodunun üstünlükləri arasında böyümə zamanı tige, kristal və qızdırıcıda hərəkətin olmaması, Kyropoulos və Czochralski üsullarında olduğu kimi çəkmə hərəkətlərinin aradan qaldırılması daxildir. Bu, insan müdaxiləsini azaldır və mexaniki hərəkət nəticəsində yaranan kristal qüsurların qarşısını alır. Əlavə olaraq, istilik gərginliyini və nəticədə kristal çatlamasını və dislokasiya qüsurlarını minimuma endirmək üçün soyutma sürətinə nəzarət edilə bilər. Bu üsul böyük ölçülü kristalların böyüməsinə imkan verir, işləmək nisbətən asandır və perspektivli inkişaf perspektivlərinə malikdir.
Sapfir kristalının böyüməsi və dəqiq emalında dərin təcrübədən istifadə edərək, XKH müdafiə, LED və optoelektronika tətbiqlərinə uyğunlaşdırılmış uçdan-uca xüsusi sapfir vafli həllər təqdim edir. Safirdən əlavə, biz silisium karbid (SiC) vafliləri, silisium vafliləri, SiC keramika komponentləri və kvars məhsulları da daxil olmaqla yüksək performanslı yarımkeçirici materialların tam çeşidini təmin edirik. Müştərilərə qabaqcıl sənaye və tədqiqat tətbiqlərində sıçrayışlı performans əldə etməyə kömək edərək, bütün materiallarda müstəsna keyfiyyət, etibarlılıq və texniki dəstək təmin edirik.
Göndərmə vaxtı: 29 avqust 2025-ci il