蓝宝石

蓝宝石英文名称为Sapphire,源于拉丁文Spphins,意思是蓝色。属于刚玉族矿物,三方晶系。

光学蓝宝石:

化学成分为氧化铝,化学式(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。它常被应用的切面有A-Plane,C-Plane及R-Plane.由于蓝宝石的光学穿透带很宽,从近紫外光(190nm)到中红外线都具有很好的透光性.因此被大量用在光学元件、红外装置、高强度镭射镜片材料及光罩材料上,它具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性、熔点高(2050℃)等特点,它是一种相当难加工的材料。

单晶蓝宝石是一种物理特性、机械特性和化学特性三者独特组合的优良材料。因此,它在各种应用上具有不可估量的优点。由于蓝宝石表面特别硬,摩氏硬度为9,所以除了金刚石之外,几乎没有其它什么物质能在其表面产生划痕。蓝宝石是惰性材料,化学性质非常稳定,对大多数酸溶液是不溶解的,熔点高达2050°C。蓝宝石表面非常容易清.洁,又因蓝宝石的强度很高,用蓝宝石做的窗口则比其它材料的窗口更薄。此外,蓝宝石的导热性很高,薄壁的蓝宝石窗口无论是对其加热还是冷却都是很有效的。最关键的是蓝宝石具有优良的光学特性,在可见光和MWIR波段显示很好的光透过率。蓝宝石的这些优良特性是其它光学材料无法相比的,无疑是军用光电设备多光谱观察窗口的理想材料。

物理特性:

蓝宝石属于三方晶系,具有六方结构,晶格常数为:a=b=4.758A, c=12.991A

折射率1.762-1.770

双折射:0.008~0.010

一轴晶负光性,个别情况下具有异常的二轴晶光性

光泽:亮玻璃光泽至亚金刚光泽

多色性:有色蓝宝石具有二色性,一般有,深蓝色/蓝色,蓝色/浅蓝色、蓝绿色、蓝灰色,黄色蓝宝石有金黄色/黄色,橙黄色/浅黄色,浅黄色/无色,等。

材质:                             光学级蓝宝石

生长方法:                     Kyropulos method

化学成分:                      99.997% Al2O3

蓝宝石物理性质

晶体结构:  
化学成分: Al2O3
分子量: 101.96
结晶系统: 晶系(R3c)
晶格常数: a=4.765A/c=13.001A*

A=10 nm

密度 (specific gravity): 3.98 g/cm3
熔点 2045°C
热膨胀系数 5.8*10-6/K
Cleavability: (1011), (1120), imperfect

力学性能:  
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)

[维氏] 2300

杨氏弹性模量: 34 to 37 GPa
抗碎强度: 2000 Mpa
抗拉强度: 2250 Mpa
抗压强度 2950 Mpa
抗弯强度: 450 to 690 Mpa
破坏系数: 490 to 690 Mpa
体(容)积弹性模量: 250 GPa
切变模量: 140 Gpa

 

蓝宝石窗口透视效果

Bookmark the permalink.

Comments are closed.