ໄປເຊຍກັນ Sapphire ແມ່ນປູກມາຈາກຝຸ່ນອະລູມິນຽມທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດ> 99.995%, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນພື້ນທີ່ຄວາມຕ້ອງການທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດສໍາລັບອາລູມິນຽມທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງ. ພວກເຂົາເຈົ້າສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງ, ຄວາມແຂງສູງ, ແລະຄຸນສົມບັດທາງເຄມີທີ່ຫມັ້ນຄົງ, ເຮັດໃຫ້ມັນສາມາດດໍາເນີນການໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງເຊັ່ນ: ອຸນຫະພູມສູງ, corrosion, ແລະຜົນກະທົບ. ເຂົາເຈົ້າໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການປ້ອງກັນຊາດ, ເຕັກໂນໂລຊີພົນລະເຮືອນ, microelectronics, ແລະຂົງເຂດອື່ນໆ.
ຈາກຜົງອາລູມິນຽມທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງໄປສູ່ໄປເຊຍກັນ sapphire
1. ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ສໍາຄັນຂອງ Sapphire
ໃນຂະແຫນງການປ້ອງກັນປະເທດ, ໄປເຊຍກັນ sapphire ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຕົ້ນຕໍສໍາລັບປ່ອງຢ້ຽມ infrared ລູກສອນໄຟ. ສົງຄາມທີ່ທັນສະໄຫມຕ້ອງການຄວາມແມ່ນຍໍາສູງໃນລູກສອນໄຟ, ແລະປ່ອງຢ້ຽມ optical infrared ແມ່ນອົງປະກອບທີ່ສໍາຄັນເພື່ອບັນລຸຄວາມຕ້ອງການນີ້. ພິຈາລະນາວ່າລູກສອນໄຟປະສົບກັບຄວາມຮ້ອນທາງອາກາດແລະຜົນກະທົບທີ່ຮຸນແຮງໃນລະຫວ່າງການບິນຄວາມໄວສູງ, ພ້ອມກັບສະພາບແວດລ້ອມການຕໍ່ສູ້ທີ່ຮຸນແຮງ, radome ຕ້ອງມີຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງ, ທົນທານຕໍ່ຜົນກະທົບ, ແລະຄວາມສາມາດໃນການຕ້ານການເຊາະເຈື່ອນຈາກດິນຊາຍ, ຝົນ, ແລະສະພາບອາກາດທີ່ຮຸນແຮງອື່ນໆ. ໄປເຊຍກັນ Sapphire, ດ້ວຍການສົ່ງແສງສະຫວ່າງທີ່ດີເລີດ, ຄຸນສົມບັດກົນຈັກທີ່ເຫນືອກວ່າ, ແລະຄຸນລັກສະນະທາງເຄມີທີ່ຫມັ້ນຄົງ, ໄດ້ກາຍເປັນວັດສະດຸທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບປ່ອງຢ້ຽມ infrared ລູກສອນໄຟ.
substrates LED ເປັນຕົວແທນຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຂອງ sapphire. ໄຟ LED ຖືກຖືວ່າເປັນການປະຕິວັດທີສາມຫຼັງຈາກໂຄມໄຟ fluorescent ແລະປະຫຍັດພະລັງງານ. ຫຼັກການຂອງ LEDs ກ່ຽວຂ້ອງກັບການປ່ຽນພະລັງງານໄຟຟ້າເປັນພະລັງງານແສງສະຫວ່າງ. ໃນເວລາທີ່ປະຈຸບັນຜ່ານ semiconductor, ຮູແລະເອເລັກໂຕຣນິກປະສົມປະສານ, ປ່ອຍພະລັງງານເກີນໃນຮູບແບບຂອງແສງສະຫວ່າງ, ໃນທີ່ສຸດການຜະລິດ illumination. ເທກໂນໂລຍີ LED chip ແມ່ນອີງໃສ່ wafers epitaxial, ບ່ອນທີ່ວັດສະດຸທີ່ມີທາດອາຍແກັສຖືກຝາກຊັ້ນໂດຍຊັ້ນໃສ່ໃນຊັ້ນຍ່ອຍ. ວັດສະດຸຍ່ອຍຕົ້ນຕໍປະກອບມີຊັ້ນຍ່ອຍຊິລິໂຄນ, ຊັ້ນຍ່ອຍຊິລິຄອນຄາໄບ, ແລະຊັ້ນຍ່ອຍ sapphire. ໃນບັນດາສິ່ງເຫຼົ່ານີ້, ຊັ້ນໃຕ້ດິນ sapphire ສະເຫນີຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ສໍາຄັນຫຼາຍກວ່າສອງອັນອື່ນໆ, ລວມທັງຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງອຸປະກອນ, ເຕັກໂນໂລຢີການກະກຽມທີ່ແກ່, ບໍ່ມີການດູດຊຶມແສງສະຫວ່າງທີ່ເບິ່ງເຫັນ, ການຖ່າຍທອດແສງສະຫວ່າງທີ່ດີ, ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍປານກາງ. ຂໍ້ມູນສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ 80% ຂອງບໍລິສັດ LED ທົ່ວໂລກໃຊ້ sapphire ເປັນວັດສະດຸຍ່ອຍຂອງພວກເຂົາ.
ນອກເຫນືອໄປຈາກຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ໄດ້ກ່າວມາຂ້າງເທິງ, ໄປເຊຍກັນ sapphire ຍັງຖືກນໍາໃຊ້ໃນຫນ້າຈໍໂທລະສັບມືຖື, ອຸປະກອນການແພດ, ການຕົກແຕ່ງເຄື່ອງປະດັບ, ແລະເປັນວັດສະດຸປ່ອງຢ້ຽມສໍາລັບເຄື່ອງມືກວດຫາວິທະຍາສາດຕ່າງໆເຊັ່ນ: ເລນແລະ prisms.
2. ຂະຫນາດຕະຫຼາດແລະຄວາມສົດໃສດ້ານ
ຍ້ອນການສະຫນັບສະຫນູນດ້ານນະໂຍບາຍແລະການຂະຫຍາຍສະຖານະການຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງຊິບ LED, ຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບ substrates sapphire ແລະຂະຫນາດຕະຫຼາດຂອງພວກເຂົາຄາດວ່າຈະບັນລຸການເຕີບໂຕສອງຕົວເລກ. ຮອດປີ 2025, ປະລິມານການຈັດສົ່ງຂອງຮອງພື້ນ sapphire ຄາດວ່າຈະບັນລຸ 103 ລ້ານຊິ້ນ (ປ່ຽນເປັນ substrates 4 ນິ້ວ), ເພີ່ມຂຶ້ນ 63% ເມື່ອທຽບໃສ່ປີ 2021, ດ້ວຍອັດຕາການຂະຫຍາຍຕົວປະຈໍາປີ (CAGR) ຂອງ 13% ຈາກປີ 2021 ຫາ 2025. ຂະໜາດຕະຫຼາດຄາດວ່າຈະບັນລຸ 25 ຕື້ ¥ sapphire. ເພີ່ມຂຶ້ນ 108% ເມື່ອທຽບກັບປີ 2021, ດ້ວຍ CAGR ຂອງ 20% ຈາກ 2021 ຫາ 2025. ໃນຖານະເປັນ "ຄາຣະວາ" ຂອງຊັ້ນຍ່ອຍ, ຂະຫນາດຕະຫຼາດແລະແນວໂນ້ມການຂະຫຍາຍຕົວຂອງໄປເຊຍກັນ sapphire ແມ່ນເຫັນໄດ້ຊັດເຈນ.
3. ການກະກຽມຂອງ Sapphire Crystals
ນັບຕັ້ງແຕ່ປີ 1891, ເມື່ອນັກເຄມີຊາວຝຣັ່ງ Verneuil A. ໄດ້ປະດິດວິທີການ fusion flame ເພື່ອຜະລິດໄປເຊຍກັນແກ້ວປະເສີດເປັນຄັ້ງທໍາອິດ, ການສຶກສາການຂະຫຍາຍຕົວຂອງໄປເຊຍກັນ sapphire ປອມໄດ້ກວມເອົາຫຼາຍກວ່າຫນຶ່ງສະຕະວັດ. ໃນລະຫວ່າງໄລຍະເວລານີ້, ຄວາມກ້າວຫນ້າທາງດ້ານວິທະຍາສາດແລະເຕັກໂນໂລຢີໄດ້ຊຸກຍູ້ການຄົ້ນຄວ້າຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນເຕັກນິກການຂະຫຍາຍຕົວ sapphire ເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການຂອງອຸດສາຫະກໍາສໍາລັບຄຸນນະພາບຜລຶກທີ່ສູງຂຶ້ນ, ການປັບປຸງອັດຕາການນໍາໃຊ້ແລະການຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດ. ວິທີການແລະເຕັກໂນໂລຢີໃຫມ່ຕ່າງໆໄດ້ເກີດຂື້ນສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວຂອງເມັດ sapphire, ເຊັ່ນ: ວິທີການ Czochralski, ວິທີການ Kyropoulos, ວິທີການຂະຫຍາຍຕົວດ້ວຍຮູບເງົາທີ່ກໍານົດຂອບ (EFG), ແລະວິທີການແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນ (HEM).
3.1 ວິທີການ Czochralski ສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ Sapphire
ວິທີການ Czochralski, pioneered ໂດຍ Czochralski J. ໃນປີ 1918, ຍັງເອີ້ນວ່າເຕັກນິກ Czochralski (ຫຍໍ້ເປັນວິທີການ Cz). ໃນປີ 1964, Poladino AE ແລະ Rotter BD ທໍາອິດໄດ້ນໍາໃຊ້ວິທີການນີ້ເພື່ອປູກໄປເຊຍກັນ sapphire. ມາຮອດປະຈຸ, ມັນໄດ້ຜະລິດໄປເຊຍກັນ sapphire ຄຸນນະພາບສູງຈໍານວນຫລາຍ. ຫຼັກການກ່ຽວກັບການລະລາຍວັດຖຸດິບໃຫ້ເປັນການລະລາຍ, ຫຼັງຈາກນັ້ນຈຸ່ມເມັດໄປເຊຍກັນດຽວເຂົ້າໄປໃນການລະລາຍ. ເນື່ອງຈາກຄວາມແຕກຕ່າງຂອງອຸນຫະພູມໃນການໂຕ້ຕອບຂອງແຫຼວທີ່ແຂງ, supercooling ເກີດຂື້ນ, ເຮັດໃຫ້ການລະລາຍແຂງຢູ່ໃນຫນ້າດິນຂອງເມັດແລະເລີ່ມເຕີບໃຫຍ່ເປັນແກ້ວດຽວທີ່ມີໂຄງສ້າງຂອງຜລຶກດຽວກັນກັບເມັດ. ແກ່ນໄດ້ຖືກດຶງຂຶ້ນຢ່າງຊ້າໆໃນຂະນະທີ່ຫມຸນດ້ວຍຄວາມໄວທີ່ແນ່ນອນ. ເມື່ອແກ່ນຖືກດຶງ, ການລະລາຍຄ່ອຍໆແຂງຕົວຢູ່ໃນການໂຕ້ຕອບ, ປະກອບເປັນແກ້ວດຽວ. ວິທີການນີ້, ເຊິ່ງກ່ຽວຂ້ອງກັບການດຶງໄປເຊຍກັນຈາກການລະລາຍ, ແມ່ນຫນຶ່ງໃນເຕັກນິກທົ່ວໄປສໍາລັບການກະກຽມໄປເຊຍກັນທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ.
ຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງວິທີການ Czochralski ປະກອບມີ: (1) ອັດຕາການເຕີບໂຕໄວ, ເຮັດໃຫ້ການຜະລິດຂອງ crystals ດຽວທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງໃນເວລາສັ້ນໆ; (2) ໄປເຊຍກັນຂະຫຍາຍຕົວຢູ່ດ້ານ melt ໂດຍບໍ່ມີການສໍາຜັດກັບກໍາແພງ crucible, ປະສິດທິຜົນຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົດດັນພາຍໃນແລະການປັບປຸງຄຸນນະພາບໄປເຊຍກັນ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ຂໍ້ບົກຜ່ອງທີ່ສໍາຄັນຂອງວິທີການນີ້ແມ່ນຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນທີ່ມີເສັ້ນຜ່າກາງຂະຫນາດໃຫຍ່, ເຮັດໃຫ້ມັນບໍ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການຜະລິດໄປເຊຍກັນຂະຫນາດໃຫຍ່.
3.2 ວິທີການ Kyropoulos ສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ Sapphire
ວິທີການ Kyropoulos, ປະດິດໂດຍ Kyropoulos ໃນປີ 1926 (ຫຍໍ້ເປັນວິທີການ KY), ແບ່ງປັນຄວາມຄ້າຍຄືກັນກັບວິທີການ Czochralski. ມັນກ່ຽວຂ້ອງກັບການຈຸ່ມໄປເຊຍກັນເມັດເຂົ້າໄປໃນການລະລາຍແລະຊ້າດຶງມັນຂຶ້ນເພື່ອເປັນຄໍ. ເມື່ອອັດຕາການແຂງຕົວຢູ່ໃນການໂຕ້ຕອບຂອງເມັດທີ່ລະລາຍຄົງທີ່, ແກ່ນຈະບໍ່ຖືກດຶງຫຼືຫມຸນ. ແທນທີ່ຈະ, ອັດຕາການເຮັດຄວາມເຢັນໄດ້ຖືກຄວບຄຸມເພື່ອໃຫ້ແກ້ວກ້ອນດຽວແຂງຕົວຄ່ອຍໆຈາກເທິງລົງລຸ່ມ, ໃນທີ່ສຸດກໍ່ເປັນໄປເຊຍກັນດຽວ.
ຂະບວນການ Kyropoulos ຜະລິດໄປເຊຍກັນທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຂໍ້ບົກພ່ອງຕ່ໍາ, ຂະຫນາດໃຫຍ່, ແລະປະຫຍັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ເຫມາະສົມ.
3.3 Edge-Defined Film-Fed Growth (EFG) ວິທີການປູກແກ້ວ Sapphire Crystals
ວິທີການ EFG ແມ່ນເຕັກໂນໂລຊີການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນຮູບຮ່າງ. ຫຼັກການຂອງມັນກ່ຽວກັບການວາງຈຸດລະລາຍສູງ melt ເປັນ mold ໄດ້. ການລະລາຍໄດ້ຖືກດຶງໄປເທິງຂອງ mold ຜ່ານການປະຕິບັດຂອງ capillary, ບ່ອນທີ່ມັນຕິດຕໍ່ໄປເຊຍກັນຂອງເມັດ. ເມື່ອແກ່ນຖືກດຶງອອກ ແລະ ການລະລາຍແຂງຕົວ, ເປັນໄປເຊຍກັນອັນດຽວ. ຂະຫນາດແລະຮູບຮ່າງຂອງຂອບ mold ຈໍາກັດຂະຫນາດໄປເຊຍກັນ. ດັ່ງນັ້ນ, ວິທີການນີ້ມີຂໍ້ຈໍາກັດທີ່ແນ່ນອນແລະເປັນຕົ້ນຕໍທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການໄປເຊຍກັນ sapphire ຮູບຮ່າງເຊັ່ນທໍ່ແລະຮູບ U.
3.4 ວິທີການແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນ (HEM) ສໍາລັບການຂະຫຍາຍຕົວໄປເຊຍກັນ Sapphire
ວິທີການແລກປ່ຽນຄວາມຮ້ອນສໍາລັບການກະກຽມໄປເຊຍກັນ sapphire ຂະຫນາດໃຫຍ່ແມ່ນ invented ໂດຍ Fred Schmid ແລະ Dennis ໃນ 1967. ລະບົບ HEM ມີ insulation ຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດ, ການຄວບຄຸມເອກະລາດຂອງ gradient ອຸນຫະພູມໃນ melt ແລະໄປເຊຍກັນ, ແລະການຄວບຄຸມທີ່ດີ. ມັນຂ້ອນຂ້າງງ່າຍຜະລິດໄປເຊຍກັນ sapphire ທີ່ມີ dislocation ຕ່ໍາແລະຂະຫນາດໃຫຍ່.
ຄວາມໄດ້ປຽບຂອງວິທີການ HEM ປະກອບມີການຂາດການເຄື່ອນໄຫວໃນ crucible, ໄປເຊຍກັນ, ແລະເຄື່ອງເຮັດຄວາມຮ້ອນໃນລະຫວ່າງການເຕີບໃຫຍ່, ການກໍາຈັດການດຶງການປະຕິບັດເຊັ່ນໃນວິທີການ Kyropoulos ແລະ Czochralski. ນີ້ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການແຊກແຊງຂອງມະນຸດແລະຫຼີກເວັ້ນຄວາມຜິດປົກກະຕິໄປເຊຍກັນທີ່ເກີດຈາກການເຄື່ອນໄຫວກົນຈັກ. ນອກຈາກນັ້ນ, ອັດຕາການເຮັດຄວາມເຢັນສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົດດັນຂອງຄວາມຮ້ອນແລະເຮັດໃຫ້ເກີດຮອຍແຕກຂອງໄປເຊຍກັນແລະຜິດປົກກະຕິ dislocation. ວິທີການນີ້ເຮັດໃຫ້ການຂະຫຍາຍຕົວຂອງໄປເຊຍກັນຂະຫນາດໃຫຍ່, ແມ່ນຂ້ອນຂ້າງງ່າຍທີ່ຈະປະຕິບັດງານ, ແລະຖືຄວາມສົດໃສດ້ານການພັດທະນາ.
ການໃຊ້ຄວາມຊໍານານຢ່າງເລິກເຊິ່ງໃນການເຕີບໂຕຂອງໄປເຊຍກັນ sapphire ແລະການປຸງແຕ່ງຄວາມແມ່ນຍໍາ, XKH ສະຫນອງການແກ້ໄຂ wafer sapphire ແບບກໍານົດເອງແບບປາຍສຸດທີ່ເຫມາະສົມກັບການປ້ອງກັນ, LED, ແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ optoelectronics. ນອກເຫນືອຈາກ sapphire, ພວກເຮົາສະຫນອງອຸປະກອນ semiconductor ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງຢ່າງເຕັມທີ່ລວມທັງ silicon carbide (SiC) wafers, silicon wafers, SiC ceramic ອົງປະກອບ, ແລະຜະລິດຕະພັນ quartz. ພວກເຮົາຮັບປະກັນຄຸນນະພາບພິເສດ, ຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖື, ແລະສະຫນັບສະຫນູນດ້ານວິຊາການໃນທົ່ວອຸປະກອນການທັງຫມົດ, ຊ່ວຍໃຫ້ລູກຄ້າບັນລຸປະສິດທິພາບກ້າວຫນ້າໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອຸດສາຫະກໍາແລະການຄົ້ນຄວ້າທີ່ກ້າວຫນ້າ.
ເວລາປະກາດ: 29-08-2025