藍(lán)寶石

藍(lán)寶石英文名稱為Sapphire,源于拉丁文Spphins,意思是藍(lán)色。屬于剛玉族礦物,三方晶系。

光學(xué)藍(lán)寶石:

化學(xué)成分為氧化鋁,化學(xué)式(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)。它常被應(yīng)用的切面有A-Plane,C-Plane及R-Plane.由于藍(lán)寶石的光學(xué)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(xué)元件、紅外裝置、高強(qiáng)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(diǎn)高(2050℃)等特點(diǎn),它是一種相當(dāng)難加工的材料。

單晶藍(lán)寶石是一種物理特性、機(jī)械特性和化學(xué)特性三者獨(dú)特組合的優(yōu)良材料。因此,它在各種應(yīng)用上具有不可估量的優(yōu)點(diǎn)。由于藍(lán)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(zhì)能在其表面產(chǎn)生劃痕。藍(lán)寶石是惰性材料,化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,對(duì)大多數(shù)酸溶液是不溶解的,熔點(diǎn)高達(dá)2050°C。藍(lán)寶石表面非常容易清.潔,又因藍(lán)寶石的強(qiáng)度很高,用藍(lán)寶石做的窗口則比其它材料的窗口更薄。此外,藍(lán)寶石的導(dǎo)熱性很高,薄壁的藍(lán)寶石窗口無論是對(duì)其加熱還是冷卻都是很有效的。關(guān)鍵的是藍(lán)寶石具有優(yōu)良的光學(xué)特性,在可見光和MWIR波段顯示很好的光透過率。藍(lán)寶石的這些優(yōu)良特性是其它光學(xué)材料無法相比的,無疑是軍用光電設(shè)備多光譜觀察窗口的理想材料。

物理特性:

藍(lán)寶石屬于三方晶系,具有六方結(jié)構(gòu),晶格常數(shù)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(fù)光性,個(gè)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(lán)寶石具有二色性,一般有,深藍(lán)色/藍(lán)色,藍(lán)色/淺藍(lán)色、藍(lán)綠色、藍(lán)灰色,黃色藍(lán)寶石有金黃色/黃色,橙黃色/淺黃色,淺黃色/無色,等。

材質(zhì):???????????????????????????? 光學(xué)級(jí)藍(lán)寶石

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

化學(xué)成分:????????????????????? 99.997% Al2O3

藍(lán)寶石物理性質(zhì)

晶體結(jié)構(gòu):
化學(xué)成分: Al2O3
分子量: 101.96
結(jié)晶系統(tǒng): 晶系(R3c)
晶格常數(shù): a=4.765A/c=13.001A*

A=10 nm

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

力學(xué)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(qiáng)度: 2000 Mpa
抗拉強(qiáng)度: 2250 Mpa
抗壓強(qiáng)度 2950 Mpa
抗彎強(qiáng)度: 450 to 690 Mpa
破壞系數(shù): 490 to 690 Mpa
體(容)積彈性模量: 250 GPa
切變模量: 140 Gpa

 

藍(lán)寶石窗口透視效果

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