蓝宝石晶体

化学成分为氧化铝的晶体

蓝宝石晶体,化学成分为氧化铝,化学式为α-Al2O3,是由三个氧 原子 和两个铝原子以共价键型式结合而成,其晶体结构为六方晶格结构。

蓝宝石 (Sapphire)属于刚玉族矿物,因钛(Ti4+)、铁(Fe2+) 微量元素 的联合作用而呈蓝色,根据国家标准GB/T16553-2017《珠宝玉石鉴定》,将 红宝石 之外的各色宝石级刚玉都称为蓝宝石。

蓝宝石晶体 化学性质 非常稳定,一般不溶于水,不受酸、碱腐蚀,只有在较高温度下(300℃)可为氢氟酸、磷酸和熔化的氢氧化钾所侵蚀,有很好的透光性, 热传导 性和电气绝缘性,力学机械性能好,并且具有耐磨和抗 风蚀 的特点。 蓝宝石 晶体 作为一种重要的技术晶体,已被广泛地应用于科学技术、国防与民用工业、 电子技术 的许多领域,比如透红外窗口材料,微电子领域的衬底基片, 激光 基质、光学元件及其它用途等。蓝宝石晶体硬度很高,为 莫氏硬度 九级,仅次于最硬的 金刚石 ,因此蓝宝石晶体可用于捣碎部分切割部分较为坚硬的物质。

自然界蓝宝石

在自然界中当 蓝宝石 在生长时, 晶体 内含有钛离子(Ti3+)与铁离子(Fe3+)时,会使晶体呈现蓝色,而成为蓝色蓝宝石(Blue Sapphire )。

当 晶体 内含有铬离子(Cr3+)时,会使晶体呈现红色,而成为 红宝石 ( Ruby )。又当晶体内含有 离子(Ni3+)时,会使晶体呈现黄色,而成为 黄色蓝宝石 。

就颜色而言,单纯的 氧化铝 结晶是呈现透明无色的,因不同显色元素离子渗透于生长中的 蓝宝石 ,因而使蓝宝石显出不同的颜色。

像海洋之星, 非洲之星 , 天使之泪 等都属于 天然宝石 。

人工蓝宝石

人工 蓝宝石 的制作流程:准备原料→填充原料及架设 晶种 →炉体抽真空→炉体加热(炉体加入 隔热屏和钨隔热屏)→原料熔化→熔接晶种→晶颈生长→ 晶体生长 →晶体与 埚分离(这里面的 坩 埚大多是耐高温的 。)→冷却→取出晶体。世界上目前的长晶工艺主要有两种,一种是源自 苏联 的长晶工艺: 泡生法 ;另一种是源自 美国 的长晶工艺:水 热交换 法。

目前 人造蓝宝石 重达450公斤。

化学性质

蓝宝石晶体化学性质非常稳定,一般不溶于水和不受酸、碱腐蚀,只有在较高温度下(300℃)可为 氢氟酸 、磷酸和熔化的 氢氧化钾 所侵蚀。

物理性质

蓝宝石晶体硬度很高,为 莫氏硬度 9级,仅次于最硬的 金刚石 。它具有很好的透光性, 热传导 性和电气绝缘性,力学机械性能好,并且具有耐磨和抗 风蚀 的特点。蓝宝石晶体的 熔点 为2050℃, 沸点 3500℃,最高工作温度可达1900℃。

应用

蓝宝石 晶体 作为一种重要的技术晶体,已被广泛地应用于科学技术、国防与民用工业、 电子技术 的许多领域。

比如透红外窗口材料, 微电子学 领域的衬底基片, 激光 基质、光学元件及其它用途等。

参考资料

  1. 一种蓝宝石晶体加工后剩余碎晶的回收利用装置的制作方法 X技术 2024-03-28
  2. Alpha-Aluminium Oxide ScienceDirect 2024-03-28
  3. [科普中国]-蓝宝石 科普中国网 2024-03-28
  4. 一篇读懂红、蓝宝石归类申报 百家号 2024-03-28
  5. 蓝宝石长晶炉热场及设有该热场的长晶炉及其长晶工艺的制作方法 X技术 2024-03-28
  6. 一种蓝宝石晶体捣棒机的制作方法 X技术 2024-03-28
  7. 钨钼坩埚 纯钨 2012-08-24