蓝宝石基础知识了解
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一、概述：
白宝石又称蓝宝石，俗称刚玉。由于天然白宝 石稀少，化学成分不纯和成本高，不能做为工业材 料使用。自1902年世界出现焰熔法生长出第一颗人 工宝石，各种人工培育白宝石的方法不断发展（焰 熔法、提拉法、热交换法、导向温梯法、导模法等 方法），白宝石质量检验技术和加工工艺日趋完善， 白宝石的应用与日俱增。
⑵、用作发光半导体氮化镓的外延衬底材料
以白宝石为衬底的蓝色氮化镓（GaN）发光二极管（LED）。 白宝石与氮化镓具有相似的结构，在（0001）C面的白宝石片 上，用外延方法生长出（0001）氮化镓单晶膜，其结构完整， 并且能观察到自由激子发光现象，通过锌（Zn）掺杂可以获 得亮度为230呎唧伯，波长为5200Å的电致发光。
氮化镓除具有发蓝光时亮度高、效率高的特性外，还具有 可控制性、存贮性和 记忆性好等多功能特点
⑶、用于制造氧化锌／白宝石的表面 声波器件
在以白宝石为基片的氧化锌（ZnO）薄膜上，制成 4.4千兆赫的声波滤波器，是一种具有极高工作频率的 新型器件。简化了电视机的调整过程，电视机的图象， 色彩质量也随之大为提高。
受酸、碱腐蚀，只有在高温下（300℃以上）可为一 氢氟酸（HF）、磷酸（H3PO4）和熔化的氢氧化钾 （KOH）所浸蚀。
三、用途
⒈一般用途 白宝石的力学机械性能好，硬度高，它在民用工
业中主要用于仪表轴承，钟表轴承及某些精密器械的耐磨 部件，如天平的刀口，拉制人造丝的领圈等。以及灵敏度 要求高的仪表上，作为耐磨擦件，如流量计、水表、电表 等。
民用工业上白宝石的用量大，对 质量要求不高。
2、用作光学窗口 （1）、红外、紫外窗口。例如：红外探测器，红外分析 仪，夜视仪，侦察仪和制导仪的关键部位。它起到了将红 外光能很好转变为电能的重要作用。 （2）、激光技术上的应用，主要是激光窗口。 （3）、航空、军工应用。
⒊在微电子技术中的应用
（1）、用作半导体硅的外延衬底基片 SOS微电子电路，所谓SOS电子电路就指（1102）面 的白宝石片上，用异质外延方法生长一层硅单晶膜， 然后再在硅单晶膜上制作半导体器件的技术。作用 提高运算速度，实现快速准确的通讯联系和信息传 递。
三氧化二铝及蓝宝石晶体结构
白宝石是－种硬度极高（莫氐硬度： 9.2～9.4）、耐高温、耐磨损、抗腐蚀、 热传导性，电气绝缘性，力学机械性能 好和透光波段宽（光谱范围：0.3～6μm） 的优质光功能材料。
二、特性：
⒈ 光学性能 白宝石具是很好的光学透过性，是一种优良的光
学晶体。白宝石是一种极好的红外透过材料，其红外 透过率（0.6MM厚的样品）在3～5ΜＭ玻波高于85％。 红外透过率与温度有关。
⒌抗辐射性能 白宝石具有抗辐射能力强的特性。白宝石
在温度195℃时以108伦／时的γ－射线辐照60′ 后，无可见着色。经107伦辐照后，高于2.5μm 的透过率无变化。
白宝石经1012质子／厘米²全剂量的质子射 线辐照后，对低于3000Å 的透过率无改变。
⒍化学性能 白宝石化学性能非常稳定，一般不溶于水和不
白宝石即无色宝石，是纯净氧化铝的单晶形态。 化学成分是三氧化二铝（AI2O3），晶型为α－ AI2O3，分子量为101.94，在20℃时的密度为 3.98克／毫升。现在所用的白宝石是人造单晶 材料，属于三角晶系（三方晶系），各向异性。 熔点为2050℃、沸点为3500℃、最高工作温度 约为1900℃。
⒋力学机械性能 白宝石具有很好的力学机械性能。其抗张强度在
25℃时，对于0.254mm直径的白宝石细丝是25000kg ／cm²。压缩强度25℃时为31500kg／cm²。弹性模量 在25℃时为4.75×108（±1％）kg／cm²。挠曲强度 在温高25℃时为7100kg／cm²。磨擦系数（与钢对比） 为0.15。
氧化锌模是用射频磁控溅射的。工作频率很高相当 一般声表面波器件工作频率的4倍以上。氧化锌／白宝 石声表面波器件，是一种极有发展前途的工作频率高 的声表面波器件。
⑷、其它用途
Ⅰ、是制作特种光源灯管的优良材料，制成的 高压钠灯亮度高、寿命长。
Ⅱ、高强度的白宝石细丝是极好的复合材料的 增强材料。
Ⅲ、高档手机屏幕和手表外壳等等。
白宝石是一种热传导性能很好的晶体材料，在 25℃时白宝石的热导率为0.86卡／·厘米·秒，热导率 与温度有关。
⒊电学性能 白兹时为4.8×105。电阻率在温度25℃时1×1011。 白宝石的介电性能具有各向异性的特点。在频率
1000赫兹和温度25℃的条件下，介电常数平行于C轴 （∥C轴）为11.5，垂直于C轴（⊥C轴）为9.3。电介 常数与温度、频率有关。
白宝石的折射率具有各向异性的特点，其折射率 （Λ＝5893Å ）平行于C轴（∥C轴）为1.768，垂直于C 轴（⊥C轴）为1.760。折射率与波长有关。
白宝石的色散率、反射率和吸收系数也都与波长有 关。
⒉热学性能 白宝石的热膨胀性能具有各向异性的特点，热膨
胀系数与温度有关，温度越高白宝石的热膨胀糸数 越大。在温度25℃时，热膨胀系数平行于C轴（∥C 轴）为5.3×10－8／度，垂直于C轴（⊥C轴）为 4.5×10－8／度。