Кристаллҳои сапфир аз хокаи гилхокии тозаи баланд бо тозагии >99,995% парвариш карда мешаванд, ки онҳоро майдони бузургтарини талабот ба гилхоки баландсифат месозад. Онҳо қувваи баланд, сахтии баланд ва хосиятҳои кимиёвии устуворро нишон медиҳанд, ки ба онҳо имкон медиҳанд, ки дар муҳитҳои сахт, аз қабили ҳарорати баланд, зангзанӣ ва таъсир кор кунанд. Онхо дар мудофиаи миллй, техникам гражданй, микроэлектроника ва дигар сохахо васеъ истифода бурда мешаванд.
Аз хокаи глиноземи баландсифат то кристаллҳои сапфир
1. Барномаҳои асосии Sapphire
Дар соҳаи мудофиа кристаллҳои сапфир асосан барои тирезаҳои инфрасурх истифода мешаванд. Ҷанги муосир дақиқии баландро дар мушакҳо талаб мекунад ва равзанаи оптикии инфрасурх ҷузъи муҳим барои расидан ба ин талабот аст. Бо назардошти он, ки мушакҳо ҳангоми парвози баландсуръат гармии шадиди аэродинамикӣ ва таъсирро аз сар мегузаронанд, дар баробари муҳити сахти ҷангӣ, радом бояд дорои қувваи баланд, муқовимат ба зарба ва қобилияти тобоварӣ ба эрозия аз қум, борон ва дигар шароити вазнини обу ҳаво бошад. Кристаллҳои сапфир бо интиқоли аълои рӯшноӣ, хосиятҳои олии механикӣ ва хосиятҳои устувори химиявии худ барои равзанаҳои инфрасурхи мушакӣ маводи беҳтарин гардиданд.
Субстратҳои LED бузургтарин истифодаи сапфирро намояндагӣ мекунанд. Равшании LED пас аз лампаҳои флуоресцентӣ ва каммасраф инқилоби сеюм ба ҳисоб меравад. Принсипи LEDs табдил додани энергияи барқро ба энергияи рӯшноӣ дар бар мегирад. Вақте ки ҷараён аз нимноқил мегузарад, сӯрохиҳо ва электронҳо муттаҳид шуда, энергияи зиёдатиро дар шакли рӯшноӣ ҷудо мекунанд ва дар ниҳоят равшанӣ ба вуҷуд меоранд. Технологияи чипи LED ба вафли эпитаксиалӣ асос ёфтааст, ки дар он маводи газӣ қабат ба қабат ба субстрат ҷойгир карда мешаванд. Маводҳои асосии субстрат субстратҳои кремний, субстратҳои карбиди кремний ва субстратҳои сапфирро дар бар мегиранд. Дар байни онҳо, субстратҳои сапфир нисбат ба дуи дигар бартариҳои назаррас доранд, аз ҷумла устувории дастгоҳ, технологияи омодасозии баркамол, ҷаббида нашудани нури намоён, гузариши хуби нур ва арзиши мӯътадил. Маълумот нишон медиҳад, ки 80% ширкатҳои ҷаҳонии LED сапфирро ҳамчун маводи субстрати худ истифода мебаранд.
Илова ба барномаҳои дар боло зикршуда, кристаллҳои сапфир инчунин дар экранҳои телефонҳои мобилӣ, дастгоҳҳои тиббӣ, ороиши ҷавоҳирот ва ҳамчун маводи тиреза барои асбобҳои гуногуни кашфи илмӣ ба монанди линзаҳо ва призмаҳо истифода мешаванд.
2. Андозаи бозор ва дурнамои
Интизор меравад, ки бо дастгирии сиёсат ва сенарияҳои афзояндаи татбиқи чипҳои LED, талабот ба субстратҳои сапфир ва андозаи бозори онҳо ба афзоиши дукарата ноил шаванд. То соли 2025, ҳаҷми интиқоли субстратҳои сапфир ба 103 миллион дона (ба субстратҳои 4-дюйма табдил дода мешавад) дар назар аст, ки ин нисбат ба соли 2021 63% афзоишро нишон медиҳад ва суръати афзоиши солонаи мураккаб (CAGR) аз соли 2021 то 2025 13% мебошад. Ҳаҷми бозори субстратҳои сапфир ба ¥201 миллиард афзоиш хоҳад ёфт. дар муқоиса бо соли 2021, бо CAGR аз 20% аз соли 2021 то 2025. Ҳамчун "пешгузашта" ба субстратҳо, андозаи бозор ва тамоюли афзоиши кристаллҳои сапфир аён аст.
3. Тайёр кардани кристаллҳои сапфир
Аз соли 1891, ки химики фаронсавӣ Вернеуил А. бори аввал усули омехтаи оташро барои тавлиди кристаллҳои гавҳари сунъӣ ихтироъ кард, омӯзиши афзоиши булӯри сунъии сапфир зиёда аз як асрро фаро гирифт. Дар ин давра, пешрафтҳои илм ва технология таҳқиқоти ҳамаҷонибаи усулҳои парвариши сапфирро барои қонеъ кардани талаботи саноатӣ ба сифати баландтари кристалл, беҳтар кардани сатҳи истифода ва кам кардани хароҷоти истеҳсолӣ ба вуҷуд овард. Барои парвариши кристаллҳои сапфир усулҳо ва технологияҳои гуногуни нав ба вуҷуд омадаанд, ба монанди усули Чочральски, усули Киропулос, усули афзоиши бо қабати қафас (EFG) ва усули мубодилаи гармӣ (HEM).
3.1 Усули Czochralski барои парвариши кристаллҳои сапфир
Усули Чочральский, ки онро Чочральски Ҷ. дар соли 1918 пешбарӣ карда буд, бо номи техникаи Чочральский низ маълум аст (бо усули Cz кӯтоҳ). Соли 1964 Поладино АЕ ва Роттер BD бори аввал ин усулро барои парвариши кристаллҳои сапфир истифода бурданд. То имруз вай ба микдори зиёд кристаллхои сапфири хушсифат истехсол кардааст. Принсип гудохтани ашёи хомро барои ба вуҷуд овардани об ва сипас ғӯтондани тухми як кристалл ба сатҳи гудохта дар бар мегирад. Аз сабаби фарқияти ҳарорат дар интерфейси сахт ва моеъ, суперхулдшавӣ ба амал меояд, ки боиси он мегардад, ки гудохта дар сатҳи тухм сахт шавад ва ба парвариши як кристалл бо сохтори кристаллии ҳамон тухм оғоз кунад. Дар вакти бо суръати муайян гардиш тухмй охиста-охиста ба боло кашида мешавад. Ҳангоми кашидани тухм, гудохта тадриҷан дар интерфейс сахт шуда, як кристаллро ташкил медиҳад. Ин усул, ки аз об кашидани кристалл иборат аст, яке аз усулҳои маъмули тайёр кардани кристаллҳои баландсифат мебошад.
Бартарии усули Чочральский аз инҳо иборат аст: (1) суръати афзоиши босуръат, имкон медиҳад, ки дар як муддати кӯтоҳ истеҳсоли монокристалҳои баландсифат; (2) кристаллҳо дар сатҳи обшавии бе тамос бо девори тигел мерӯянд, ки фишори дохилиро самаранок коҳиш медиҳанд ва сифати кристаллро беҳтар мекунанд. Аммо, камбудии асосии ин усул душвории парвариши кристаллҳои диаметраш калон аст, ки онро барои истеҳсоли кристаллҳои калонҳаҷм камтар мувофиқ мекунад.
3.2 Усули Киропулос барои парвариши кристаллҳои сапфир
Усули Киропулос, ки Киропулос соли 1926 ихтироъ кардааст (бо усули KY ихтисор шудааст) бо усули Чочральский шабоҳат дорад. Он ғӯтондани кристалли тухмиро ба сатҳи обшуда ва оҳиста ба боло кашидани гарданро дар бар мегирад. Пас аз мӯътадил шудани суръати сахтшавӣ дар интерфейси тухмии обшуда, тухмӣ дигар кашида намешавад ё гардиш карда намешавад. Ба ҷои ин, суръати хунуккунӣ назорат карда мешавад, то ки кристали ягона тадриҷан аз боло ба поён мустаҳкам шавад ва дар ниҳоят як кристаллро ташкил диҳад.
Раванди Киропулос кристаллҳоро бо сифати баланд, зичии ками нуқсонҳо, калон ва самаранокии хароҷот истеҳсол мекунад.
3.3 Усули аз тарафи канори муайяншудаи афзояндаи филм (EFG) барои парвариши кристаллҳои сапфир
Усули EFG технологияи ташаккули кристаллӣ мебошад. Принсипи он ба қолаб гузоштани гудохтаи нуқтаи обшавии баландро дар бар мегирад. Гудохта тавассути амали капиллярӣ ба болои қолаб кашида мешавад, ки дар он ҷо бо кристали тухмӣ тамос мегирад. Вақте ки тухм кашида мешавад ва об сахт мешавад, як кристалл ба вуҷуд меояд. Андоза ва шакли канори қолаб андозаи кристаллро маҳдуд мекунад. Аз ин рӯ, ин усул маҳдудиятҳои муайян дорад ва пеш аз ҳама барои кристаллҳои сапфири шаклдор ба монанди қубурҳо ва профилҳои U-шакл мувофиқ аст.
3.4 Усули табодули гармӣ (HEM) барои парвариши кристаллҳои сапфир
Усули табодули гармӣ барои тайёр кардани кристаллҳои сапфири калонҳаҷм аз ҷониби Фред Шмид ва Деннис дар соли 1967 ихтироъ карда шудааст. Системаи HEM дорои изолятсияи аълои гармӣ, назорати мустақили градиенти ҳарорат дар об ва кристалл ва қобилияти хуб аст. Он нисбатан ба осонӣ кристаллҳои сапфирро бо дислокатсияи паст ва калон тавлид мекунад.
Бартариҳои усули HEM мавҷуд набудани ҳаракат дар тигель, кристалл ва гармкунак ҳангоми афзоиш, аз байн бурдани амалҳои кашиш ба монанди усулҳои Киропулос ва Чочральскиро дар бар мегиранд. Ин дахолати инсонро коҳиш медиҳад ва нуқсонҳои кристаллро, ки дар натиҷаи ҳаракати механикӣ ба вуҷуд омадаанд, пешгирӣ мекунад. Илова бар ин, суръати хунуккуниро метавон назорат кард, то фишори гармиро ба ҳадди ақалл кам кунад ва дар натиҷа шикастани кристалл ва нуқсонҳои дислокатсия ба амал ояд. Ин усул имкон медиҳад, ки кристаллҳои калонҳаҷм афзоиш ёбад, идоракунӣ нисбатан осон аст ва дурнамои рушди ояндадор дорад.
Бо истифода аз таҷрибаи амиқ дар афзоиши булӯри сапфир ва коркарди дақиқ, XKH ҳалли фармоишии сапфири вафлиро, ки ба барномаҳои дифоъ, LED ва оптоэлектроника мутобиқ карда шудаанд, пешкаш мекунад. Илова ба сапфир, мо маҷмӯи пурраи маводи нимноқилҳои баландсифат, аз ҷумла вафли карбиди кремний (SiC), вафли кремний, ҷузъҳои сафолии SiC ва маҳсулоти кварцро таъмин мекунем. Мо сифат, эътимоднокӣ ва дастгирии техникиро дар тамоми маводҳо таъмин мекунем ва ба мизоҷон кӯмак мерасонем, ки дар барномаҳои пешрафтаи саноатӣ ва тадқиқотӣ ба муваффақият ноил шаванд.
Вақти интишор: 29 август-2025