藍(lán)寶石晶體,化學(xué)成分為氧化鋁,化學(xué)式為α-Al2O3,是由三個(gè)氧原子和兩個(gè)鋁原子以共價(jià)鍵型式結(jié)合而成,其晶體結(jié)構(gòu)為六方晶格結(jié)構(gòu)。
藍(lán)寶石(Sapphire)屬于剛玉族礦物,因鈦(Ti4+)、鐵(Fe2+)微量元素的聯(lián)合作用而呈藍(lán)色,根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T16553-2017《珠寶玉石鑒定》,將紅寶石之外的各色寶石級剛玉都稱為藍(lán)寶石。
藍(lán)寶石晶體化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,一般不溶于水,不受酸、堿腐蝕,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,有很好的透光性,熱傳導(dǎo)性和電氣絕緣性,力學(xué)機(jī)械性能好,并且具有耐磨和抗風(fēng)蝕的特點(diǎn)。藍(lán)寶石晶體作為一種重要的技術(shù)晶體,已被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)、國防與民用工業(yè)、電子技術(shù)的許多領(lǐng)域,比如透紅外窗口材料,微電子領(lǐng)域的襯底基片,激光基質(zhì)、光學(xué)元件及其它用途等。藍(lán)寶石晶體硬度很高,為莫氏硬度九級,僅次于最硬的金剛石,因此藍(lán)寶石晶體可用于搗碎部分切割部分較為堅(jiān)硬的物質(zhì)。
自然界藍(lán)寶石
在自然界中當(dāng)藍(lán)寶石在生長時(shí),晶體內(nèi)含有鈦離子(Ti3+)與鐵離子(Fe3+)時(shí),會(huì)使晶體呈現(xiàn)藍(lán)色,而成為藍(lán)色藍(lán)寶石(Blue Sapphire)。
當(dāng)晶體內(nèi)含有鉻離子(Cr3+)時(shí),會(huì)使晶體呈現(xiàn)紅色,而成為紅寶石(Ruby)。又當(dāng)晶體內(nèi)含有離子(Ni3+)時(shí),會(huì)使晶體呈現(xiàn)黃色,而成為黃色藍(lán)寶石。
就顏色而言,單純的氧化鋁結(jié)晶是呈現(xiàn)透明無色的,因不同顯色元素離子滲透于生長中的藍(lán)寶石,因而使藍(lán)寶石顯出不同的顏色。
人工藍(lán)寶石
人工藍(lán)寶石的制作流程:準(zhǔn)備原料→填充原料及架設(shè)晶種→爐體抽真空→爐體加熱(爐體加入隔熱屏和鎢隔熱屏)→原料熔化→熔接晶種→晶頸生長→晶體生長→晶體與堝分離(這里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,一種是源自蘇聯(lián)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(lán)寶石重達(dá)450公斤。
化學(xué)性質(zhì)
藍(lán)寶石晶體化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,一般不溶于水和不受酸、堿腐蝕,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(zhì)
藍(lán)寶石晶體硬度很高,為莫氏硬度9級,僅次于最硬的金剛石。它具有很好的透光性,熱傳導(dǎo)性和電氣絕緣性,力學(xué)機(jī)械性能好,并且具有耐磨和抗風(fēng)蝕的特點(diǎn)。藍(lán)寶石晶體的熔點(diǎn)為2050℃,沸點(diǎn)3500℃,最高工作溫度可達(dá)1900℃。
應(yīng)用
藍(lán)寶石晶體作為一種重要的技術(shù)晶體,已被廣泛地應(yīng)用于科學(xué)技術(shù)、國防與民用工業(yè)、電子技術(shù)的許多領(lǐng)域。
比如透紅外窗口材料,微電子學(xué)領(lǐng)域的襯底基片,激光基質(zhì)、光學(xué)元件及其它用途等。
參考資料 >
一種藍(lán)寶石晶體加工后剩余碎晶的回收利用裝置的制作方法.X技術(shù).2024-03-28
Alpha-Aluminium Oxide.ScienceDirect.2024-03-28
[科普中國]-藍(lán)寶石.科普中國網(wǎng).2024-03-28
一篇讀懂紅、藍(lán)寶石歸類申報(bào).百家號(hào).2024-03-28
藍(lán)寶石長晶爐熱場及設(shè)有該熱場的長晶爐及其長晶工藝的制作方法.X技術(shù).2024-03-28
一種藍(lán)寶石晶體搗棒機(jī)的制作方法.X技術(shù).2024-03-28
鎢鉬坩堝.純鎢.2012-08-24