무엇인가요 사파이어
사파이어 소중한 보석, 다양한 미네랄 커런덤, 산화알루미늄으로 이루어진 (α-Al2O3) 철과 같은 미량의 원소로, 티탄, 크롬, 바나듐, 또는 마그네슘. 사파이어라는 이름은 라틴어에서 파생됩니다. “사피루스” 그리고 그리스 “사파이어”, 둘 다 파란색을 의미합니다.
일반적으로 파란색입니다, 하지만 자연스러운 “팬시한” 사파이어는 노란색에서도 발생합니다., 보라, 주황색, 및 녹색 색상; “파티 사파이어” 두 가지 이상의 색을 나타내다. 레드 커런덤 스톤도 발생, 그러나 사파이어가 아니라 루비라고 합니다..
핑크색 커런덤은 지역에 따라 루비 또는 사파이어로 분류될 수 있습니다.. 천하게, 천연 사파이어를 자르고 연마하여 보석으로 만들고 장신구에 착용. 그들은 또한 큰 크리스탈 boule에서 산업 또는 장식 목적을 위해 실험실에서 합성적으로 생성될 수 있습니다..
사파이어의 놀라운 경도 때문에 – 9 모스 척도에서 (세 번째로 단단한 광물, 다이아몬드 후 10 그리고 모이사나이트 9.5) – 사파이어는 일부 비장식용으로도 사용됩니다., 적외선 광학 부품과 같은, 내구성이 뛰어난 창, 손목시계 크리스탈 및 무브먼트 베어링, 매우 얇은 전자 웨이퍼, 집적 회로 및 GaN 기반 청색 LED와 같은 특수 목적 고체 전자 장치의 절연 기판으로 사용되는.
천연 사파이어
사파이어 커런덤의 두 가지 보석 품종 중 하나입니다., 다른 하나는 루비 (빨간색 음영의 커런덤으로 정의). 파란색이 가장 잘 알려진 사파이어 색상이지만, 그들은 다른 색상에서 발생, 그레이와 블랙을 포함한, 또한 무색일 수 있습니다. 사파이어의 분홍빛이 도는 오렌지 변종은 padparadscha라고 불립니다..
호주에서 상당한 사파이어 매장량이 발견되었습니다., 아프가니스탄, 캄보디아, 카메룬, 중국 (산동), 콜롬비아, 에티오피아, 인도 (카슈미르), 케냐, 라오스, 마다가스카르, 말라위, 모잠비크, 미얀마 (버마), 나이지리아, 르완다, 스리랑카, 탄자니아, 태국, 미국 (몬태나) 베트남. 사파이어와 루비는 종종 같은 지리적 환경에서 발견됩니다., 그러나 그들은 일반적으로 다른 지질 학적 형성을 가지고 있습니다.. 예를 들어, 루비와 사파이어는 미얀마의 Mogok Stone Tract에서 발견됩니다., 그러나 루비는 대리석에서 형성됩니다, 사파이어는 화강암 페그마타이트 또는 커런덤 섬광에서 형성됩니다..
모든 사파이어 광산은 다양한 품질을 생산합니다., 원산지는 품질을 보장하지 않습니다.. 사파이어용, 가장 높은 프리미엄을 받는 카슈미르, 비록 버마, 스리랑카, 마다가스카르도 양질의 보석을 대량 생산합니다..
천연 사파이어의 가격은 색상에 따라 다릅니다., 명쾌함, 크기, 자르다, 그리고 전반적인 품질. 완전히 처리되지 않은 사파이어는 처리된 것보다 훨씬 더 가치가 있습니다.. 지리적 원산지도 가격에 큰 영향을 미칩니다.. 대부분의 1캐럿 이상의 보석, GIA와 같은 존경받는 연구소의 독립적인 보고서, 연꽃 보석, 또는 SSEF, 구매자가 구매하기 전에 종종 요구합니다..
그림 물감
파란색 이외의 색상의 사파이어는 “팬시한” 또는 “파티 컬러” 사파이어.팬시 사파이어는 종종 노란색에서 발견됩니다., 주황색, 초록, 갈색, 보라색과 보라색 색조.
합성 사파이어
~ 안에 1902, 프랑스 화학자 오귀스트 베르누이(Auguste Verneuil)는 합성 루비 결정을 생산하는 공정을 발표했습니다.. 화염 융합에서 (베르누이 프로세스), 미세한 알루미나 분말을 옥시수소 화염에 첨가, 이것은 세라믹 받침대에 대해 아래쪽으로 향합니다.. 성공적인 루비 합성에 이어, Verneuil은 사파이어에 그의 노력을 집중했습니다.. 블루 사파이어의 합성이 들어왔다 1909, 사파이어의 화학적 분석 결과 철과 티타늄이 청색의 원인임을 Verneuil에게 제안했습니다.. Verneuil은 인조 블루 사파이어를 생산하는 방법에 대한 특허를 취득했습니다. 1911.
공정의 핵심은 알루미나 분말이 화염 속으로 떨어질 때 녹지 않는다는 것입니다.. 대신 받침대에 소결 원뿔을 형성합니다.. 그 원뿔의 끝이 불꽃의 가장 뜨거운 부분에 닿을 때, 끝이 녹다. 따라서 결정 성장은 작은 점에서 시작됩니다., 최소한의 변형 보장.
다음, 더 많은 산소가 화염에 추가됩니다., 조금 더 뜨겁게 타오르게 하는. 이것은 성장하는 결정을 측면으로 확장합니다.. 동시에, 받침대는 수정이 수직으로 자라는 것과 같은 속도로 낮아집니다.. 화염 속의 알루미나는 천천히 침착된다., 눈물방울 모양 만들기 “불” 사파이어 소재. 이 단계는 원하는 크기에 도달할 때까지 계속됩니다., 불꽃이 꺼지고 수정이 식습니다.. 이제 길쭉한 결정은 화염과 주변 공기 사이의 높은 열 구배로 인해 많은 변형을 포함합니다.. 이 균주를 해제하려면, 이제 손가락 모양의 크리스탈을 끌로 두드려 두 부분으로 나눕니다..
결정의 수직적 층 성장과 굴곡진 상부 성장 표면으로 인해 (한 방울에서 시작되는), 결정은 boule의 상단 표면을 따라 곡선 성장 라인을 표시합니다.. 이것은 천연 커런덤 결정과 대조적입니다., 단일 지점에서 확장되고 평면 결정면을 따라가는 각진 성장 라인이 특징입니다..
의 원료 사파이어 기질은 수정 막대입니다, 크리스탈 막대는 사파이어 크리스탈로 가공됩니다.. 관련 제조공정은 다음과 같다.; 크리스탈 로드의 재배는 사파이어 기판 제조 공정에서 가장 중요합니다..
애플리케이션
1.창문
인조 사파이어-때로는 사파이어 유리라고도 함 - 일반적으로 창 재료로 사용됩니다., 둘 다 사이의 빛 파장에 대해 매우 투명하기 때문에 150 nm (자외선) 과 5500 nm (그리고) (가시 스펙트럼은 약 380 nm에 750 nm), 긁힘에 매우 강함.
주요 이점 사파이어 창문은:
1.UV에서 근적외선까지 매우 넓은 광 투과 대역, (0.15–5.5μm)
2.다른 광학 재료 또는 표준 유리창보다 훨씬 더 강력함
3.긁힘 및 마모에 매우 강함 (9 광물 경도 척도의 모스 척도에서, 모이사나이트, 다이아몬드에 이어 3번째로 단단한 천연물)
4.매우 높은 용융 온도 (2030 °C)
하나의 크리스탈 사파이어 Kyropoulos 방법으로 재배한 boule. 약 200 밀리미터 (8 ~에) 직경, 대략적인 무게 30 킬로그램 (66 파운드).
일부 사파이어 유리 창은 특정 결정 방향으로 성장한 순수한 사파이어 불로 만들어집니다., 일반적으로 광축을 따라, c축, 응용 프로그램에 대한 최소 복굴절.
boule은 원하는 창 두께로 슬라이스되고 최종적으로 원하는 표면 마감으로 연마됩니다.. 사파이어 광학 창은 결정 구조와 경도로 인해 다양한 표면 마감 처리가 가능합니다.. 광학 창의 표면 마감은 일반적으로 세계적으로 채택된 MIL-O-13830 사양에 따라 스크래치 파기 사양으로 표시됩니다..
그만큼 사파이어 창은 분광학을 위한 고압 및 진공 챔버 모두에 사용됩니다., 다양한 시계의 크리스탈, 재료의 뛰어난 경도와 인성으로 인해 긁힘에 매우 강하기 때문에 식료품점 바코드 스캐너의 창.
~ 안에 2014 사과 소비 “iPhone의 카메라 렌즈와 지문 판독기를 덮는 사파이어의 세계 공급량의 4분의 1입니다.”
스마트폰용 사파이어 스크린을 실행 가능하게 만들기 위한 여러 시도가 있었습니다.. 애플, GT 어드밴스드 테크놀로지스와 계약, 주식회사. iPhone용 사파이어 스크린 제조, 벤처 실패로 인해 GTAT 파산. Kyocera Brigadier는 사파이어 화면을 특징으로 하는 최초의 생산 스마트폰이었습니다..
광대역 투명도와 열전도율로 인해 가열로 인한 성능 저하 없이 적외선 또는 UV 스펙트럼의 매우 높은 출력 밀도를 처리할 수 있으므로 일부 고출력 레이저 튜브의 끝 창에 사용됩니다..
지르코니아 및 알루미늄 산질화물과 함께, 합성 사파이어는 장갑차 및 다양한 군용 방탄복의 비산 방지 창에 사용됩니다., 합성물과 함께.
크세논 아크 램프의 한 유형 – 원래는 “서맥스” 이제 일반적으로 다음과 같이 알려져 있습니다. “세라믹 바디 크세논 램프” – 사파이어 크리스탈 출력 창 사용. 이 제품은 순수 실리카 창이 있는 기존 Xe 램프와 비교할 때 더 높은 열 부하를 견디므로 더 높은 출력을 제공합니다.
2. 를 위한 기질로 반도체 회로
얇은 사파이어 웨이퍼는 사파이어 또는 실리콘 위의 집적 회로를 만들기 위해 실리콘을 증착하는 절연 기판의 첫 번째 성공적인 사용이었습니다. “위급 신호”; 이제 다른 기판도 절연체 상의 실리콘으로 더 일반적으로 알려진 회로 등급에 사용할 수 있습니다.. 우수한 전기 절연 특성 외에도, 사파이어는 높은 열전도율을 가지고 있습니다. 사파이어의 CMOS 칩은 고출력 무선 주파수에 특히 유용합니다. (RF) 휴대폰에서 볼 수 있는 것과 같은 응용 프로그램, 공공 안전 밴드 라디오, 및 위성 통신 시스템. “위급 신호” 또한 하나의 IC 칩에 디지털 및 아날로그 회로를 모두 모놀리식 통합할 수 있습니다., 그리고 극도로 낮은 전력 회로의 구성.
하나의 프로세스에서, 단결정 사파이어 덩어리가 자란 후, 그들은 원통형 막대로 코어 드릴됩니다., 그런 다음 웨이퍼는 이러한 코어에서 슬라이스됩니다..
단결정 사파이어 웨이퍼는 반도체 산업에서 질화갈륨 기반 소자 성장을 위한 기판으로도 사용됩니다. (GaN). 사파이어를 사용하면 비용이 크게 절감됩니다., 게르마늄 가격이 약 1/7이기 때문에. 사파이어의 질화갈륨은 일반적으로 청색 발광 다이오드에 사용됩니다. (LED).
3. 레이저에서
최초의 레이저는 1960 합성 루비 막대를 가진 Theodore Maiman. 티타늄-사파이어 레이저는 전자기 스펙트럼의 적색 및 근적외선 영역에서 다양한 파장으로 조정할 수 있는 비교적 드문 능력으로 인해 널리 사용됩니다.. 그들은 또한 쉽게 모드를 잠글 수 있습니다. 이 레이저에서는 크롬 또는 티타늄 불순물이 포함된 합성 사파이어 크리스탈에 특수 램프의 강한 빛이 조사됩니다., 또는 다른 레이저, 유도 방출을 생성하기 위해.
4. 관내인공삽입물에서
단결정 사파이어는 생체 적합성이 매우 높으며 사파이어-금속 쌍의 마모가 매우 적기 때문에 (우크라이나에서) 고관절 관내인공삽입물용 사파이어 단결정
