Кристаллҳои ёқут аз хокаи алюминийи тозаи баланд бо покии >99.995% парвариш карда мешаванд, ки онҳоро бузургтарин минтақаи талабот ба алюминийи тозаи баланд мегардонад. Онҳо қувваи баланд, сахтии баланд ва хосиятҳои устувори кимиёвӣ нишон медиҳанд, ки ба онҳо имкон медиҳад, ки дар муҳитҳои сахт, ба монанди ҳарорати баланд, зангзанӣ ва зарба кор кунанд. Онҳо дар мудофиаи миллӣ, технологияи шаҳрвандӣ, микроэлектроника ва дигар соҳаҳо васеъ истифода мешаванд.
Аз хокаи алюминийи тозаи баланд то кристаллҳои ёқут
1Истифодаи асосии сапфир
Дар бахши мудофиа, кристаллҳои сапфир асосан барои тирезаҳои инфрасурхи мушакӣ истифода мешаванд. Ҷанги муосир дар мушакҳо дақиқии баландро талаб мекунад ва тирезаи оптикии инфрасурх ҷузъи муҳим барои ноил шудан ба ин талабот мебошад. Бо назардошти он, ки мушакҳо ҳангоми парвози баландсуръат гармии шадиди аэродинамикӣ ва зарбаро аз сар мегузаронанд, дар баробари муҳитҳои сахти ҷангӣ, радом бояд қувваи баланд, муқовимати зарба ва қобилияти муқовимат ба эрозия аз рег, борон ва дигар шароити обу ҳавои шадид дошта бошад. Кристаллҳои сапфир, бо интиқоли аълои нур, хосиятҳои олии механикӣ ва хусусиятҳои устувори кимиёвии худ, ба маводи беҳтарин барои тирезаҳои инфрасурхи мушакӣ табдил ёфтаанд.
Субстратҳои LED васеътарин татбиқи сапфирро ифода мекунанд. Равшании LED инқилоби сеюм пас аз лампаҳои флуоресцентӣ ва каммасраф ҳисобида мешавад. Принсипи LED-ҳо табдил додани энергияи барқро ба энергияи рӯшноӣ дар бар мегирад. Вақте ки ҷараён аз нимноқил мегузарад, сӯрохиҳо ва электронҳо якҷоя мешаванд ва энергияи зиёдатиро дар шакли рӯшноӣ раҳо мекунанд ва дар ниҳоят рӯшноӣ ба вуҷуд меоранд. Технологияи чипи LED ба вафли эпитаксиалӣ асос ёфтааст, ки дар он маводҳои газӣ қабат ба қабат ба рӯи субстрат гузошта мешаванд. Маводҳои асосии субстрат субстратҳои силикон, субстратҳои карбиди силикон ва субстратҳои сапфирро дар бар мегиранд. Дар байни инҳо, субстратҳои сапфир нисбат ба дуи дигар бартариҳои назаррас доранд, аз ҷумла устувории дастгоҳ, технологияи пухтаи омодагӣ, ҷаббида нашудани нури намоён, гузариши хуби рӯшноӣ ва арзиши мӯътадил. Маълумотҳо нишон медиҳанд, ки 80% ширкатҳои ҷаҳонии LED аз сапфир ҳамчун маводи субстратии худ истифода мебаранд.
Илова бар барномаҳои дар боло зикршуда, кристаллҳои сапфир инчунин дар экранҳои телефонҳои мобилӣ, дастгоҳҳои тиббӣ, ороиши ҷавоҳирот ва ҳамчун маводи тиреза барои асбобҳои гуногуни ошкоркунии илмӣ, ба монанди линзаҳо ва призмаҳо истифода мешаванд.
2. Андозаи бозор ва дурнамо
Бо назардошти дастгирии сиёсӣ ва сенарияҳои васеъшавандаи татбиқи чипҳои LED, интизор меравад, ки талабот ба субстратҳои ёқутӣ ва андозаи бозори онҳо ба афзоиши дукарата ноил гардад. То соли 2025, ҳаҷми интиқоли субстратҳои ёқутӣ ба 103 миллион дона (табдил додашуда ба субстратҳои 4-дюйма) мерасад, ки ин нишондиҳанда нисбат ба соли 2021 63% афзоишро нишон медиҳад ва суръати афзоиши солонаи мураккаб (CAGR) аз соли 2021 то 2025 13% -ро ташкил медиҳад. Интизор меравад, ки ҳаҷми бозори субстратҳои ёқутӣ то соли 2025 ба 8 миллиард иен расад, ки нисбат ба соли 2021 108% афзоишро нишон медиҳад ва CAGR аз соли 2021 то 2025 20% -ро ташкил медиҳад. Ҳамчун "пешгузашта"-и субстратҳо, андозаи бозор ва тамоюли афзоиши кристаллҳои ёқутӣ равшан аст.
3. Омодасозии кристаллҳои ёқут
Аз соли 1891, вақте ки кимиёшиноси фаронсавӣ Верней А. усули омехтаи алангаро барои истеҳсоли кристаллҳои сунъии сангҳои қиматбаҳо бори аввал ихтироъ кард, омӯзиши афзоиши кристаллҳои сунъии ёқут беш аз як аср тӯл кашид. Дар ин давра, пешрафтҳо дар илм ва технология таҳқиқоти васеъро дар самти усулҳои афзоиши ёқут барои қонеъ кардани талаботи саноатӣ барои сифати баландтари кристалл, беҳтар кардани сатҳи истифода ва коҳиш додани хароҷоти истеҳсолӣ ба вуҷуд оварданд. Барои парвариши кристаллҳои ёқут усулҳо ва технологияҳои гуногуни нав пайдо шуданд, ба монанди усули Чохралски, усули Киропулос, усули парвариши бо плёнкаи муайяншуда (EFG) ва усули мубодилаи гармӣ (HEM).
3.1 Усули Чохралски барои парвариши кристаллҳои ёқут
Усули Чохралски, ки соли 1918 аз ҷониби Чохралски Ҷ. пешбарӣ шуда буд, бо номи техникаи Чохралски (ихтисоршуда ҳамчун усули Cz) низ маълум аст. Дар соли 1964, Поладино А.Э. ва Роттер Б.Д. ин усулро бори аввал барои парвариши кристаллҳои сапфир истифода бурданд. То имрӯз, он шумораи зиёди кристаллҳои сапфири баландсифатро истеҳсол кардааст. Принсип аз об кардани ашёи хом барои ташкил додани гудохта ва сипас тар кардани тухми як кристалл ба сатҳи гудохта иборат аст. Аз сабаби фарқияти ҳарорат дар сатҳи сахт-моеъ, хунукшавии шадид ба амал меояд, ки боиси сахт шудани гудохта дар сатҳи тухм ва оғози парвариши як кристалл бо ҳамон сохтори кристаллӣ ба монанди тухм мегардад. Тухм оҳиста-оҳиста ба боло кашида мешавад ва бо суръати муайян гардиш мекунад. Ҳангоми кашидани тухм, гудохта тадриҷан дар сатҳи байнишаҳрӣ сахт мешавад ва як кристаллро ташкил медиҳад. Ин усул, ки кашидани кристаллро аз гудохта дар бар мегирад, яке аз усулҳои маъмул барои тайёр кардани як кристаллҳои баландсифат мебошад.
Бартариҳои усули Чохралски инҳоянд: (1) суръати афзоиши босуръат, ки имкон медиҳад дар муддати кӯтоҳ монокристаллҳои баландсифат истеҳсол карда шаванд; (2) кристаллҳо дар сатҳи гудохта бе тамос бо девори тигель мерӯянд, ки фишори дохилиро самаранок коҳиш медиҳад ва сифати кристаллро беҳтар мекунад. Аммо, як камбудии асосии ин усул душвории парвариши кристаллҳои диаметри калон аст, ки онро барои истеҳсоли кристаллҳои калон мувофиқ намегардонад.
3.2 Усули Киропулос барои парвариши кристаллҳои ёқут
Усули Киропулос, ки соли 1926 аз ҷониби Киропулос ихтироъ шудааст (ихтисоршуда ҳамчун усули KY), бо усули Чохралски шабоҳат дорад. Он аз тар кардани кристалли тухмӣ ба сатҳи гудохта ва оҳиста кашидани он ба боло барои ташкил додани гардан иборат аст. Пас аз он ки суръати сахтшавӣ дар сатҳи байни тухми гудохта устувор мешавад, тухм дигар кашида ё гардиш намекунад. Ба ҷои ин, суръати хунуккунӣ назорат карда мешавад, то монокристалл аз боло ба поён тадриҷан сахт шавад ва дар ниҳоят монокристаллро ташкил диҳад.
Раванди Киропулос кристаллҳоро бо сифати баланд, зичии ками нуқсон, калон ва самаранокии арзиши мусоид истеҳсол мекунад.
3.3 Усули парвариши кристаллҳои ёқутӣ бо истифода аз плёнкаи бо канор муайяншуда (EFG)
Усули EFG як технологияи парвариши кристаллҳои шаклдор аст. Принсипи он ҷойгир кардани гудохтаи дорои нуқтаи баланди обшавӣ ба қолабро дар бар мегирад. Гудохта тавассути амали капиллярӣ ба болои қолаб кашида мешавад, ки дар он ҷо бо кристалли тухмӣ тамос мегирад. Ҳангоми кашидани тухмӣ ва сахт шудани гудохта, як кристалл ба вуҷуд меояд. Андоза ва шакли канори қолаб андозаи кристаллҳоро маҳдуд мекунад. Дар натиҷа, ин усул маҳдудиятҳои муайяне дорад ва асосан барои кристаллҳои шакли ёқутӣ, ба монанди найчаҳо ва профилҳои U-шакл, мувофиқ аст.
3.4 Усули мубодилаи гармӣ (HEM) барои парвариши кристаллҳои ёқут
Усули мубодилаи гармӣ барои тайёр кардани кристаллҳои ёқути андозаи калон аз ҷониби Фред Шмид ва Деннис соли 1967 ихтироъ шудааст. Системаи HEM дорои изолятсияи аълои гармӣ, назорати мустақилонаи градиенти ҳарорат дар гудохта ва булӯр ва қобилияти хуби идоракунӣ мебошад. Он нисбатан ба осонӣ кристаллҳои ёқутиро бо дислокатсияи паст ва андозаи калон истеҳсол мекунад.
Бартариҳои усули HEM иборатанд аз набудани ҳаракат дар тигель, булӯр ва гармкунак ҳангоми афзоиш, ки аз амалҳои кашидан ба монанди усулҳои Киропулос ва Чохралски иборатанд, аз байн бурдани онҳо мебошанд. Ин дахолати инсонро кам мекунад ва аз нуқсонҳои булӯр, ки аз ҳаракати механикӣ ба вуҷуд меоянд, пешгирӣ мекунад. Илова бар ин, суръати хунуккуниро метавон барои кам кардани фишори гармӣ ва нуқсонҳои шикастани булӯр ва ҷойгиршавии онҳо назорат кард. Ин усул имкон медиҳад, ки булӯрҳои андозаи калон афзоиш ёбанд, нисбатан осон истифода шавад ва дурнамои умедбахши рушдро дорад.
Бо истифода аз таҷрибаи амиқ дар парвариши булӯрҳои сапфир ва коркарди дақиқ, XKH ҳалли пурраи вафли сапфири фармоиширо, ки барои барномаҳои мудофиа, LED ва оптоэлектроника мутобиқ карда шудааст, пешниҳод мекунад. Илова бар сапфир, мо маҷмӯи пурраи маводҳои нимноқилии баландсифат, аз ҷумла вафлиҳои карбиди силикон (SiC), вафлиҳои силикон, ҷузъҳои сафолии SiC ва маҳсулоти кварсро пешниҳод менамоем. Мо сифат, эътимоднокӣ ва дастгирии техникии истисноиро дар ҳама маводҳо таъмин мекунем ва ба муштариён дар ноил шудан ба натиҷаҳои пешрафта дар барномаҳои пешрафтаи саноатӣ ва тадқиқотӣ кӯмак мерасонем.
Вақти нашр: 29 августи соли 2025