藍寶石

藍寶石英文名稱為Sapphire,源于拉丁文Spphins,意思是藍色。屬于剛玉族礦物,三方晶系。

光學藍寶石:

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。它常被應用的切面有A-Plane,C-Plane及R-Plane.由于藍寶石的光學穿透帶很寬,從近紫外光(190nm)到中紅外線都具有很好的透光性.因此被大量用在光學元件、紅外裝置、高強度鐳射鏡片材料及光罩材料上,它具有高聲速、耐高溫、抗腐蝕、高硬度、高透光性、熔點高(2050℃)等特點,它是一種相當難加工的材料。

單晶藍寶石是一種物理特性、機械特性和化學特性三者獨特組合的優良材料。因此,它在各種應用上具有不可估量的優點。由于藍寶石表面特別硬,摩氏硬度為9,所以除了金剛石之外,幾乎沒有其它什么物質能在其表面產生劃痕。藍寶石是惰性材料,化學性質非常穩定,對大多數酸溶液是不溶解的,熔點高達2050°C。藍寶石表面非常容易清.潔,又因藍寶石的強度很高,用藍寶石做的窗口則比其它材料的窗口更薄。此外,藍寶石的導熱性很高,薄壁的藍寶石窗口無論是對其加熱還是冷卻都是很有效的。最關鍵的是藍寶石具有優良的光學特性,在可見光和MWIR波段顯示很好的光透過率。藍寶石的這些優良特性是其它光學材料無法相比的,無疑是軍用光電設備多光譜觀察窗口的理想材料。

物理特性:

藍寶石屬于三方晶系,具有六方結構,晶格常數為:a=b=4.758A, c=12.991A

折射率1.762-1.770

雙折射:0.008~0.010

一軸晶負光性,個別情況下具有異常的二軸晶光性

光澤:亮玻璃光澤至亞金剛光澤

多色性:有色藍寶石具有二色性,一般有,深藍色/藍色,藍色/淺藍色、藍綠色、藍灰色,黃色藍寶石有金黃色/黃色,橙黃色/淺黃色,淺黃色/無色,等。

材質:???????????????????????????? 光學級藍寶石

生長方法:???????????????????? Kyropulos method

化學成分:????????????????????? 99.997% Al2O3

藍寶石物理性質

晶體結構:  
化學成分: Al2O3
分子量: 101.96
結晶系統: 晶系(R3c)
晶格常數: a=4.765A/c=13.001A*

A=10 nm

密度 (specific gravity): 3.98 g/cm3
熔點 2045°C
熱膨脹系數 5.8*10-6/K
Cleavability: (1011), (1120), imperfect

力學性能:  
硬度: [摩氏] 9(*Diamond=10, quartz=7)

[努氏硬度] 15.0 to 16.3GPa (perpendicular to the c axis)

16.4 to 19.6GPa (parallel to the c axis)

[維氏] 2300

楊氏彈性模量: 34 to 37 GPa
抗碎強度: 2000 Mpa
抗拉強度: 2250 Mpa
抗壓強度 2950 Mpa
抗彎強度: 450 to 690 Mpa
破壞系數: 490 to 690 Mpa
體(容)積彈性模量: 250 GPa
切變模量: 140 Gpa

 

藍寶石窗口透視效果

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