Wprowadzenie do pręta szafirowego

Pręt szafirowy to precyzyjnie wykonany, wysokiej czystości komponent z monokrystalicznego szafiru, zaprojektowany w celu spełnienia wymagających wymagań zaawansowanych zastosowań optycznych, mechanicznych i naukowych. Wykonany z monokrystalicznego tlenku glinu (Al₂O₃), pręt ten wykazuje wyjątkową twardość, przezroczystość optyczną, stabilność termiczną oraz odporność na zużycie, korozję i wysokie ciśnienie.

To, co wyróżnia ten konkretny pręt szafirowy, to jego niestandardowa geometria, w tym precyzyjnie zwężana lub stożkowa końcówka – wskazująca, że jest on przeznaczony do niszowych zastosowań wymagających zarówno dokładności wymiarowej, jak i ekstremalnej trwałości. Dzięki twardości ustępującej jedynie diamentowi (9 w skali Mohsa), pręty szafirowe są często wybierane zamiast szkła lub kwarcu w środowiskach o dużym obciążeniu, gdzie awaria nie wchodzi w grę.

Pręty te są szeroko stosowane w wielu branżach, takich jak lotnictwo, przetwarzanie półprzewodników, metrologia, fotonika, urządzenia biomedyczne i przetwarzanie w wysokich temperaturach, gdzie wymagana jest stała wydajność w ekstremalnych warunkach.

Zasada produkcji pręta szafirowego

Produkcja pręta szafirowego obejmuje zaawansowane technologie wzrostu kryształów i precyzyjnej obróbki, aby zapewnić dokładne specyfikacje i powierzchnie wolne od wad. Dwie najczęściej stosowane metody hodowli kryształów szafiru do produkcji prętów to:

1. Metoda Kyropoulosa (KY)

Metoda KY jest szeroko stosowana do hodowli dużych, wysokiej jakości kryształów szafiru. Polega na powolnym wyciąganiu kryształu zarodkowego ze stopionego tlenku glinu (Al₂O₃) wewnątrz pieca wysokotemperaturowego. Proces jest starannie kontrolowany w celu regulacji gradientu temperatury, prędkości wyciągania i prędkości obrotowej, co pozwala na uzyskanie optycznie izotropowego i strukturalnie stabilnego bule szafirowego. Po zestaleniu bule szafirowe są orientowane, cięte i obrabiane na pręty.

2. Metoda wzrostu z krawędzi zasilanej folią (EFG)

Metoda EFG jest idealna do produkcji prętów, rur i profili szafirowych o zdefiniowanych kształtach. W tej technice matryca (lub kształtownik) jest zanurzona w tyglu wypełnionym stopionym szafirem. Stopiony materiał jest wciągany w górę przez matrycę na zasadzie działania kapilarnego i krystalizuje w stały pręt. Pozwala to na ciągłą produkcję prętów o wąskich tolerancjach wymiarowych i minimalnej obróbce końcowej.

Po wyhodowaniu kryształów pręty szafirowe są cięte na długość za pomocą pił diamentowych i polerowane za pomocą ultra-drobnych materiałów ściernych, aby uzyskać wykończenia optyczne i precyzyjne cechy geometryczne, takie jak ostre lub zaokrąglone końcówki, rowki lub przejścia schodkowe.

Cechy pręta szafirowego pręta szafirowego

-Wysoka wytrzymałość, wysoka sztywność, wysoka odporność na ścieranie, wysoka odporność na ciepło, wysoka odporność na korozję i wysoka odporność na plazmę.

Ze względu na te właściwości monokrystaliczny szafir jest szeroko stosowany w precyzyjnych częściach mechanicznych.

-Stabilna stała dielektryczna, bardzo małe straty dielektryczne, dobra izolacja elektryczna.

Monokrystaliczny szafir jest stosowany jako materiał na podłoża w regionach o bardzo wysokiej częstotliwości. Jest również stosowany jako materiał izolacyjny i okno mikrofalowe. Monokrystaliczny szafir stał się niezbędny w przemyśle elektronicznym.

-Doskonała transmisja światła.

Monokrystaliczny szafir jest stosowany w różnego rodzaju urządzeniach próżniowych, oknach w piecach reakcyjnych, oknach skanerów i osłonach do komunikacji optycznej ze względu na swoje doskonałe właściwości mechaniczne i odporność na ciepło.

-Dobra przewodność cieplna i wysoka odporność na ciepło.

Doskonała przewodność cieplna w niskich temperaturach pozwala na wykorzystanie monokrystalicznego szafiru jako przezroczystego materiału w wielu różnych dziedzinach wymagających przewodzenia ciepła i promieniowania cieplnego.

Parametry pręta szafirowego

Zastosowania pręta szafirowego

Niestandardowe pręty szafirowe są wdrażane w szerokiej gamie najnowocześniejszych dziedzin ze względu na unikalne połączenie właściwości fizycznych, termicznych i optycznych:

1. Półprzewodniki i elektronika

• Stosowane jako kołki wyrównujące, uchwyty płytek lub końcówki do sondowania w produkcji półprzewodników.
• Służą jako pręty referencyjne lub dystanse wewnątrz komór depozycyjnych i trawienia ze względu na ich obojętność i odporność termiczną.

​

2. Instrumentacja naukowa

• Pręty szafirowe ze spiczastą końcówką są idealne do narzędzi do wyrównywania optycznego, sond spektroskopowych lub pomiarów opartych na końcówkach (takich jak w mikroskopii sił atomowych).
• Stosowane w systemach wysokiej próżni i układach kriogenicznych do izolacji i podparcia mechanicznego.

​

3. Systemy optyczne

• Pręty szafirowe z powierzchniami polerowanymi optycznie są stosowane w systemach laserowych jako prowadnice wiązki, przewody świetlne lub soczewki ochronne.
• Służą jako elementy w systemach optycznych IR/UV ze względu na ich szerokie spektrum transmisji (od 150 nm do 5500 nm).

​

4. Urządzenia biomedyczne

• Biokompatybilne i chemicznie obojętne pręty szafirowe są stosowane w urządzeniach do implantacji, instrumentach chirurgicznych i narzędziach endoskopowych.
• Ich przezroczystość umożliwia integrację z systemami światłowodowymi lub czujnikami wewnątrz ludzkiego ciała.

​

5. Lotnictwo i obrona

• Pręty szafirowe służą jako elementy konstrukcyjne i optyczne w samolotach, satelitach i systemach optycznych klasy wojskowej ze względu na ich wytrzymałość, niską wagę i odporność na promieniowanie.

​

6. Środowiska wysokotemperaturowe

• Ich zdolność do wytrzymywania temperatur powyżej 1800°C i korozyjnych środowisk sprawia, że nadają się do stosowania w piecach, czujnikach termicznych i badaniach nad energią.

​

Często zadawane pytania (FAQ) pręta szafirowego

P1: Co sprawia, że pręty szafirowe są lepsze od prętów kwarcowych, szklanych lub ceramicznych?
A1: Szafir oferuje unikalne połączenie właściwości: ekstremalną twardość (9 w skali Mohsa), wysoką transmisję optyczną od UV do średniej podczerwieni, doskonałą odporność chemiczną i doskonałą przewodność cieplną. Przewyższa kwarc i ceramikę w zastosowaniach, w których wymagana jest zarówno przejrzystość optyczna, jak i integralność strukturalna.

P2: Czy pręt szafirowy może być dostosowany do kształtu, długości lub średnicy?
A2: Tak. Pręty szafirowe mogą być dostosowane pod względem średnicy zewnętrznej (zazwyczaj od 0,3 mm do 20 mm), długości (do 200 mm lub więcej) i geometrii czoła (płaskie, kopułkowe, stożkowe, gwintowane). Wykończenie powierzchni, tolerancja i orientacja (płaszczyzna C, płaszczyzna A, płaszczyzna R) mogą być również dostosowane.

P3: Czy pręt szafirowy jest polerowany optycznie, czy tylko szlifowany mechanicznie?
A3: W zależności od zastosowania, pręty mogą być dostarczane w stanie szlifowanym mechanicznie lub polerowanym optycznie. W przypadku zastosowań optycznych lub laserowych zalecamy dwustronne polerowanie optyczne z płaskością lepszą niż λ/10.

P4: W jakiego rodzaju środowiskach mogą działać pręty szafirowe?
A4: Pręty szafirowe mogą wytrzymać wysoką próżnię, temperatury kriogeniczne, żrące kwasy i zasady, wysokie pola promieniowania i temperatury do 2000°C. Idealnie nadają się do ekstremalnych środowisk.

P5: Czy te pręty są kompatybilne z systemami podczerwieni lub ultrafioletu?
A5: Zdecydowanie. Szafir transmituje długości fal od około 150 nm (UV) do 5,5 µm (średnia podczerwień), co czyni go popularnym wyborem zarówno dla systemów optycznych IR, jak i UV.

P6: Ile czasu zajmuje wyprodukowanie niestandardowego pręta szafirowego?
A6: Standardowy czas produkcji niestandardowych prętów wynosi zazwyczaj 2–4 tygodnie w zależności od złożoności, ilości i wymagań dotyczących wykończenia. Usługi ekspresowe mogą być dostępne.

P7: Jakie tolerancje można osiągnąć?
A7: Tolerancje wymiarowe ±0,01 mm i chropowatość powierzchni <5 nm Ra są osiągalne w przypadku zastosowań precyzyjnych.

Produkty powiązane

Technologia laserowa Ruby Rod Instrumenty medyczne wykonane z syntetycznego szafiru Średnica 1×7 cm

Konfigurowalny nieregularny pręt szafirowy Zastosowania przemysłowe specjalnego przeznaczenia Wysoka twardość

O nas

ZMSH specjalizuje się w zaawansowanym rozwoju technologicznym, produkcji i sprzedaży specjalnego szkła optycznego i nowych materiałów krystalicznych. Nasze produkty służą elektronice optycznej, elektronice użytkowej i wojsku. Oferujemy komponenty optyczne z szafiru, osłony obiektywów telefonów komórkowych, ceramikę, LT, węglik krzemu SIC, kwarc i płytki kryształowe półprzewodników. Dzięki wykwalifikowanej wiedzy i najnowocześniejszemu sprzętowi wyróżniamy się w przetwarzaniu produktów niestandardowych, dążąc do bycia wiodącym przedsiębiorstwem high-tech w zakresie materiałów optoelektronicznych.

Informacje dotyczące pakowania i wysyłki

Metoda pakowania:

• Wszystkie przedmioty są bezpiecznie zapakowane, aby zapewnić bezpieczny transport.
• Opakowanie zawiera materiały antystatyczne, odporne na wstrząsy i pyłoszczelne.
• W przypadku wrażliwych komponentów, takich jak płytki lub części optyczne, stosujemy opakowania na poziomie cleanroom:

1. Ochrona przed kurzem klasy 100 lub klasy 1000, w zależności od czułości produktu.
2. Dostępne są niestandardowe opcje pakowania dla specjalnych wymagań.

Kanały wysyłki i szacowany czas dostawy:

• Współpracujemy z zaufanymi międzynarodowymi dostawcami logistycznymi, w tym:

UPS, FedEx, DHL

• Standardowy czas realizacji wynosi 3–7 dni roboczych w zależności od miejsca docelowego.
• Informacje o śledzeniu zostaną podane po wysłaniu zamówienia.
• Na życzenie dostępne są opcje wysyłki ekspresowej i ubezpieczenia.