藍寶石晶體

藍寶石晶體

化學成分為氧化鋁,化學式(α-Al2O3),是由三個氧原子和兩個鋁原子以共價鍵型式結合而成,其晶體結構為六方晶格結構。

自然界藍寶石


在自然界中當藍寶石在生長時,晶體內含有鈦離子(Ti3+)與鐵離子(Fe3+)時,會使晶體呈現藍色,而成為藍色藍寶石(Blue Sapphire)。
當晶體內含有鉻離子(Cr3+)時,會使晶體呈現紅色,而成為紅寶石(Ruby)。又當晶體內含有鎳離子(Ni3+)時,會使晶體呈現黃色,而成為黃色藍寶石
就顏色而言,單純的氧化鋁結晶是呈現透明無色的,因不同顯色元素離子滲透於生長中的藍寶石,因而使藍寶石顯出不同的顏色。
像海洋之星,非洲之星,天使之淚等都屬於天然寶石。

人工藍寶石


人工藍寶石的製作流程:準備原料→填充原料及架設晶種→爐體抽真空→爐體加熱(爐體加入鉬隔熱屏和鎢隔熱屏)→原料熔化→熔接晶種→晶頸生長→晶體生長→晶體與坩堝分離(這裡面的坩堝大多是耐高溫的。)→冷卻→取出晶體。世界上目前的長晶工藝主要有兩種,一種是源自前蘇聯的長晶工藝:泡生法;另一種是源自美國的長晶工藝:水熱交換法。
目前人造藍寶石重達450公斤。

化學性質


藍寶石晶體化學性質非常穩定,一般不溶於水和不受酸、鹼腐蝕,只有在較高溫度下(300℃)可為氫氟酸、磷酸和熔化的氫氧化鉀所侵蝕。

物理性質


藍寶石晶體硬度很高,為莫氏硬度9級,僅次於最硬的金剛石。它具有很好的透光性,熱傳導性和電氣絕緣性,力學機械性能好,並且具有耐磨和抗風蝕的特點。藍寶石晶體的熔點為2050℃,沸點3500℃,最高工作溫度可達1900℃。

應用


藍寶石晶體作為一種重要的技術晶體,已被廣泛地應用於科學技術、國防與民用工業、電子技術的許多領域。
比如透紅外窗口材料,微電子領域的襯底基片,激光基質、光學元件及其它用途等。