Kristalet e safirit rriten nga pluhuri i aluminës me pastërti të lartë me një pastërti >99.995%, duke i bërë ato zonën më të kërkuar për aluminë me pastërti të lartë. Ato shfaqin rezistencë të lartë, fortësi të lartë dhe veti kimike të qëndrueshme, duke i mundësuar ato të operojnë në mjedise të ashpra si temperaturat e larta, korrozioni dhe goditja. Ato përdoren gjerësisht në mbrojtjen kombëtare, teknologjinë civile, mikroelektronikën dhe fusha të tjera.
Nga pluhuri i aluminës me pastërti të lartë te kristalet e safirit
1Zbatimet kryesore të safirit
Në sektorin e mbrojtjes, kristalet e safirit përdoren kryesisht për dritaret infra të kuqe të raketave. Lufta moderne kërkon saktësi të lartë në raketa, dhe dritarja optike infra të kuqe është një komponent kritik për të arritur këtë kërkesë. Duke pasur parasysh që raketat përjetojnë nxehtësi dhe ndikim intensiv aerodinamik gjatë fluturimit me shpejtësi të lartë, së bashku me mjedise të ashpra luftimi, radoma duhet të ketë forcë të lartë, rezistencë ndaj ndikimit dhe aftësinë për t'i bërë ballë erozionit nga rëra, shiu dhe kushtet e tjera të rënda të motit. Kristalet e safirit, me transmetimin e tyre të shkëlqyer të dritës, vetitë mekanike superiore dhe karakteristikat e qëndrueshme kimike, janë bërë një material ideal për dritaret infra të kuqe të raketave.
Substratet LED përfaqësojnë aplikimin më të madh të safirit. Ndriçimi LED konsiderohet revolucioni i tretë pas llambave fluoreshente dhe atyre që kursejnë energji. Parimi i LED-ve përfshin shndërrimin e energjisë elektrike në energji drite. Kur rryma kalon nëpër një gjysmëpërçues, vrimat dhe elektronet kombinohen, duke lëshuar energji të tepërt në formën e dritës, duke prodhuar në fund ndriçim. Teknologjia e çipave LED bazohet në pllaka epitaksiale, ku materialet e gazta depozitohen shtresë pas shtrese mbi një substrat. Materialet kryesore të substratit përfshijnë substratet e silikonit, substratet e karabit të silikonit dhe substratet e safirit. Midis këtyre, substratet e safirit ofrojnë avantazhe të konsiderueshme mbi dy të tjerat, duke përfshirë stabilitetin e pajisjes, teknologjinë e pjekur të përgatitjes, mosthithjen e dritës së dukshme, transmetimin e mirë të dritës dhe koston e moderuar. Të dhënat tregojnë se 80% e kompanive globale të LED-ve përdorin safirin si materialin e tyre të substratit.
Përveç aplikimeve të lartpërmendura, kristalet e safirit përdoren gjithashtu në ekranet e telefonave celularë, pajisjet mjekësore, dekorimet e bizhuterive dhe si materiale dritaresh për instrumente të ndryshme shkencore të zbulimit, siç janë lentet dhe prizmat.
2. Madhësia e Tregut dhe Perspektivat
Nxitur nga mbështetja e politikave dhe skenarët në zgjerim të aplikimit të çipave LED, kërkesa për substrate safiri dhe madhësia e tregut të tyre pritet të arrijnë një rritje dyshifrore. Deri në vitin 2025, vëllimi i dërgesave të substrateve safir parashikohet të arrijë në 103 milionë copë (të konvertuara në substrate 4-inç), që përfaqëson një rritje prej 63% krahasuar me vitin 2021, me një normë vjetore të rritjes së përbërë (CAGR) prej 13% nga viti 2021 deri në vitin 2025. Madhësia e tregut të substrateve safir pritet të arrijë 8 miliardë jen deri në vitin 2025, një rritje prej 108% krahasuar me vitin 2021, me një CAGR prej 20% nga viti 2021 deri në vitin 2025. Si "pararendës" i substrateve, madhësia e tregut dhe tendenca e rritjes së kristaleve safir janë të dukshme.
3. Përgatitja e kristaleve të safirit
Që nga viti 1891, kur kimisti francez Verneuil A. shpiku metodën e shkrirjes me flakë për të prodhuar kristale artificiale të gurëve të çmuar për herë të parë, studimi i rritjes së kristalit artificial të safirit ka zgjatur më shumë se një shekull. Gjatë kësaj periudhe, përparimet në shkencë dhe teknologji kanë nxitur kërkime të gjera në teknikat e rritjes së safirit për të përmbushur kërkesat industriale për cilësi më të lartë të kristalit, shkallë të përmirësuar të shfrytëzimit dhe kosto të reduktuara të prodhimit. Janë shfaqur metoda dhe teknologji të ndryshme të reja për rritjen e kristaleve të safirit, të tilla si metoda Czochralski, metoda Kyropoulos, metoda e rritjes me film të përcaktuar nga skaji (EFG) dhe metoda e shkëmbimit të nxehtësisë (HEM).
3.1 Metoda Czochralski për rritjen e kristaleve të safirit
Metoda Czochralski, e pionierizuar nga Czochralski J. në vitin 1918, njihet edhe si teknika Czochralski (shkurtuar si metoda Cz). Në vitin 1964, Poladino AE dhe Rotter BD e aplikuan për herë të parë këtë metodë për të rritur kristale safiri. Deri më sot, ajo ka prodhuar një numër të madh kristalesh safiri me cilësi të lartë. Parimi përfshin shkrirjen e lëndës së parë për të formuar një shkrirje, pastaj zhytjen e një farë kristali të vetëm në sipërfaqen e shkrirjes. Për shkak të ndryshimit të temperaturës në ndërfaqen e ngurtë-lëngshme, ndodh superftohja, duke bërë që shkrirja të ngurtësohet në sipërfaqen e farës dhe të fillojë të rritet një kristal i vetëm me të njëjtën strukturë kristalore si fara. Fara tërhiqet ngadalë lart ndërsa rrotullohet me një shpejtësi të caktuar. Ndërsa fara tërhiqet, shkrirja ngurtësohet gradualisht në ndërfaqe, duke formuar një kristal të vetëm. Kjo metodë, e cila përfshin nxjerrjen e një kristali nga shkrirja, është një nga teknikat e zakonshme për përgatitjen e kristaleve të vetëm me cilësi të lartë.
Avantazhet e metodës Czochralski përfshijnë: (1) shkallë të shpejtë rritjeje, që mundëson prodhimin e kristaleve të vetme me cilësi të lartë në një kohë të shkurtër; (2) kristalet rriten në sipërfaqen e shkrirjes pa kontakt me murin e enës së shkrirjes, duke zvogëluar në mënyrë efektive stresin e brendshëm dhe duke përmirësuar cilësinë e kristalit. Megjithatë, një disavantazh i madh i kësaj metode është vështirësia në rritjen e kristaleve me diametër të madh, duke e bërë atë më pak të përshtatshme për prodhimin e kristaleve me madhësi të madhe.
3.2 Metoda Kyropoulos për rritjen e kristaleve të safirit
Metoda Kyropoulos, e shpikur nga Kyropoulos në vitin 1926 (e shkurtuar si metoda KY), ka ngjashmëri me metodën Czochralski. Ajo përfshin zhytjen e një kristali farë në sipërfaqen e shkrirjes dhe tërheqjen e tij ngadalë lart për të formuar një qafë. Pasi shkalla e ngurtësimit në ndërfaqen shkrirje-farë stabilizohet, fara nuk tërhiqet ose rrotullohet më. Në vend të kësaj, shkalla e ftohjes kontrollohet për të lejuar që kristali i vetëm të ngurtësohet gradualisht nga lart poshtë, duke formuar në fund një kristal të vetëm.
Procesi Kyropoulos prodhon kristale me cilësi të lartë, dendësi të ulët defektesh, kosto-efektivitet të lartë dhe me një raport të favorshëm kostoje.
3.3 Metoda e Rritjes së Furnizuar me Film të Përcaktuar nga Skaji (EFG) për Rritjen e Kristaleve të Safirit
Metoda EFG është një teknologji e rritjes së kristaleve të formësuara. Parimi i saj përfshin vendosjen e një shkrirjeje me pikë të lartë shkrirjeje në një myk. Shkrirja tërhiqet në majë të mykut nëpërmjet veprimit kapilar, ku bie në kontakt me kristalin fillestar. Ndërsa tërhiqet fara dhe shkrirja ngurtësohet, formohet një kristal i vetëm. Madhësia dhe forma e skajit të mykut kufizojnë dimensionet e kristalit. Si pasojë, kjo metodë ka kufizime të caktuara dhe është kryesisht e përshtatshme për kristalet e formësuara të safirit, siç janë tubat dhe profilet në formë U-je.
3.4 Metoda e Shkëmbimit të Nxehtësisë (HEM) për Rritjen e Kristaleve të Safirit
Metoda e shkëmbimit të nxehtësisë për përgatitjen e kristaleve të safirit me madhësi të madhe u shpik nga Fred Schmid dhe Dennis në vitin 1967. Sistemi HEM paraqet izolim termik të shkëlqyer, kontroll të pavarur të gradientit të temperaturës në shkrirje dhe kristal, dhe kontrollueshmëri të mirë. Ai prodhon relativisht lehtë kristale safiri me zhvendosje të ulët dhe të mëdha.
Avantazhet e metodës HEM përfshijnë mungesën e lëvizjes në enën e shkrirjes, kristalin dhe ngrohësin gjatë rritjes, duke eliminuar veprimet tërheqëse si ato në metodat Kyropoulos dhe Czochralski. Kjo zvogëlon ndërhyrjen njerëzore dhe shmang defektet e kristalit të shkaktuara nga lëvizja mekanike. Përveç kësaj, shkalla e ftohjes mund të kontrollohet për të minimizuar stresin termik dhe defektet që rezultojnë nga çarja dhe zhvendosja e kristalit. Kjo metodë mundëson rritjen e kristaleve të mëdha, është relativisht e lehtë për t’u përdorur dhe ka perspektiva premtuese zhvillimi.
Duke shfrytëzuar ekspertizën e thellë në rritjen e kristalit të safirit dhe përpunimin preciz, XKH ofron zgjidhje të personalizuara për pllaka safiri, të përshtatura për aplikimet e mbrojtjes, LED-it dhe optoelektronikës. Përveç safirit, ne ofrojmë një gamë të plotë të materialeve gjysmëpërçuese me performancë të lartë, duke përfshirë pllaka karabit të silikonit (SiC), pllaka silikoni, përbërës qeramikë SiC dhe produkte kuarci. Ne sigurojmë cilësi, besueshmëri dhe mbështetje teknike të jashtëzakonshme në të gjitha materialet, duke i ndihmuar klientët të arrijnë performancë të jashtëzakonshme në aplikimet e përparuara industriale dhe kërkimore.
Koha e postimit: 29 gusht 2025