მაღალი სისუფთავის ალუმინის ოქსიდის უმსხვილესი მყიდველი: რა იცით საფირონის შესახებ?

საფირონის კრისტალები მოჰყავთ მაღალი სისუფთავის ალუმინის ფხვნილიდან, რომლის სისუფთავე 99.995%-ზე მეტია, რაც მათ მაღალი სისუფთავის ალუმინის კრისტალებზე ყველაზე დიდ მოთხოვნად აქცევს. ისინი ხასიათდებიან მაღალი სიმტკიცით, მაღალი სიმტკიცით და სტაბილური ქიმიური თვისებებით, რაც მათ საშუალებას აძლევს იმუშაონ ისეთ მკაცრ გარემოში, როგორიცაა მაღალი ტემპერატურა, კოროზია და დარტყმა. ისინი ფართოდ გამოიყენება ეროვნულ თავდაცვაში, სამოქალაქო ტექნოლოგიებში, მიკროელექტრონიკასა და სხვა სფეროებში.

მაღალი სისუფთავის ალუმინის ფხვნილიდან საფირონის კრისტალებამდე

1საფირონის ძირითადი გამოყენება 

თავდაცვის სექტორში, საფირონის კრისტალები ძირითადად გამოიყენება რაკეტების ინფრაწითელი ფანჯრებისთვის. თანამედროვე საომარი მოქმედებები რაკეტებში მაღალ სიზუსტეს მოითხოვს და ინფრაწითელი ოპტიკური ფანჯარა ამ მოთხოვნის მისაღწევად კრიტიკული კომპონენტია. იმის გათვალისწინებით, რომ რაკეტები მაღალი სიჩქარით ფრენის დროს, მკაცრ საბრძოლო გარემოსთან ერთად, განიცდიან ინტენსიურ აეროდინამიკურ სითბოს და დარტყმას, რადომს უნდა ჰქონდეს მაღალი სიმტკიცე, დარტყმისადმი მდგრადობა და ქვიშის, წვიმისა და სხვა მკაცრი ამინდის პირობებისგან ეროზიისადმი მდგრადობის უნარი. საფირონის კრისტალები, მათი შესანიშნავი სინათლის გამტარობით, უმაღლესი მექანიკური თვისებებით და სტაბილური ქიმიური მახასიათებლებით, იდეალურ მასალად იქცა რაკეტების ინფრაწითელი ფანჯრებისთვის.

LED სუბსტრატები საფირონის ყველაზე ფართო გამოყენებას წარმოადგენს. LED განათება ფლუორესცენტური და ენერგოდამზოგავი ნათურების შემდეგ მესამე რევოლუციად ითვლება. LED-ების პრინციპი გულისხმობს ელექტროენერგიის სინათლის ენერგიად გარდაქმნას. როდესაც დენი გადის ნახევარგამტარში, ხვრელები და ელექტრონები ერთიანდება, გამოყოფს ზედმეტ ენერგიას სინათლის სახით, რაც საბოლოოდ განათებას წარმოქმნის. LED ჩიპების ტექნოლოგია ეფუძნება ეპიტაქსიურ ვაფლებს, სადაც აირისებრი მასალები ფენა-ფენა ილექება სუბსტრატზე. ძირითადი სუბსტრატის მასალებია სილიციუმის სუბსტრატები, სილიციუმის კარბიდის სუბსტრატები და საფირონის სუბსტრატები. მათ შორის, საფირონის სუბსტრატები მნიშვნელოვან უპირატესობებს გვთავაზობს დანარჩენ ორთან შედარებით, მათ შორის მოწყობილობის სტაბილურობას, მოწიფულ მომზადების ტექნოლოგიას, ხილული სინათლის არშეწოვას, კარგი სინათლის გამტარობას და ზომიერ ფასს. მონაცემები აჩვენებს, რომ გლობალური LED კომპანიების 80% საფირონს იყენებს სუბსტრატის მასალად.

ზემოაღნიშნული გამოყენების გარდა, საფირონის კრისტალები ასევე გამოიყენება მობილური ტელეფონების ეკრანებში, სამედიცინო მოწყობილობებში, საიუველირო ნაკეთობების დეკორაციაში და სხვადასხვა სამეცნიერო აღმოჩენის ინსტრუმენტების, როგორიცაა ლინზები და პრიზმები, ფანჯრის მასალებად.

2. ბაზრის ზომა და პერსპექტივები

პოლიტიკის მხარდაჭერისა და LED ჩიპების გამოყენების გაფართოებული სცენარების გათვალისწინებით, საფირონის სუბსტრატებზე მოთხოვნა და მათი ბაზრის მოცულობა, სავარაუდოდ, ორნიშნა ზრდას მიაღწევს. 2025 წლისთვის, საფირონის სუბსტრატების გადაზიდვების მოცულობა, სავარაუდოდ, 103 მილიონ ერთეულს მიაღწევს (4 დიუმიან სუბსტრატებად გადაკეთებული), რაც 2021 წელთან შედარებით 63%-იან ზრდას წარმოადგენს, რთული წლიური ზრდის ტემპით (CAGR) 2021 წლიდან 2025 წლამდე 13%-იანი. საფირონის სუბსტრატების ბაზრის მოცულობა, სავარაუდოდ, 2025 წლისთვის 8 მილიარდ იენს მიაღწევს, რაც 2021 წელთან შედარებით 108%-იან ზრდას წარმოადგენს, ხოლო 2021 წლიდან 2025 წლამდე CAGR 20%-იანი იქნება. როგორც სუბსტრატების „წინამორბედი“, საფირონის კრისტალების ბაზრის მოცულობა და ზრდის ტენდენცია აშკარაა.

3. საფირონის კრისტალების მომზადება

1891 წლიდან, როდესაც ფრანგმა ქიმიკოსმა ვერნეიმ ა.-მ პირველად გამოიგონა ალის შერწყმის მეთოდი ხელოვნური ძვირფასი ქვების კრისტალების მისაღებად, ხელოვნური საფირონის კრისტალების ზრდის შესწავლა საუკუნეზე მეტ ხანს გაგრძელდა. ამ პერიოდის განმავლობაში, მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების განვითარებამ განაპირობა საფირონის ზრდის ტექნიკის ფართომასშტაბიანი კვლევა, რათა დაკმაყოფილებულიყო სამრეწველო მოთხოვნები ბროლის უფრო მაღალი ხარისხის, გამოყენების მაჩვენებლების გაუმჯობესებისა და წარმოების ხარჯების შემცირების მიმართულებით. საფირონის კრისტალების გასაზრდელად გაჩნდა სხვადასხვა ახალი მეთოდი და ტექნოლოგია, როგორიცაა ჩოხრალსკის მეთოდი, კიროპულოსის მეთოდი, კიდით განსაზღვრული აპკით კვებადი ზრდის (EFG) მეთოდი და სითბოს გაცვლის მეთოდი (HEM).

3.1 ჩოხრალსკის მეთოდი საფირონის კრისტალების გასაზრდელად
ჩოხრალსკის მეთოდი, რომლის პიონერიც ჩოხრალსკი ჯ. იყო 1918 წელს, ასევე ცნობილია როგორც ჩოხრალსკის ტექნიკა (შემოკლებით Cz მეთოდი). 1964 წელს, პოლადინო AE-მ და როტერ BD-მ პირველად გამოიყენეს ეს მეთოდი საფირონის კრისტალების გასაზრდელად. დღემდე, ამ მეთოდით წარმოებულია მაღალი ხარისხის საფირონის კრისტალების დიდი რაოდენობა. პრინციპი გულისხმობს ნედლეულის დნობას დნობის წარმოსაქმნელად, შემდეგ კი ერთკრისტალის თესლის დნობის ზედაპირზე ჩაძირვას. მყარი-სითხეული საზღვარზე ტემპერატურის სხვაობის გამო, ხდება გადაცივება, რაც იწვევს დნობის გამყარებას თესლის ზედაპირზე და ერთი კრისტალის ზრდას იგივე კრისტალური სტრუქტურით, როგორც თესლი. თესლი ნელ-ნელა იწევს ზემოთ გარკვეული სიჩქარით ბრუნვისას. თესლის ამოღებისას, დნობა თანდათან მყარდება საზღვარზე და წარმოქმნის ერთკრისტალს. ეს მეთოდი, რომელიც გულისხმობს კრისტალის დნობიდან ამოღებას, მაღალი ხარისხის ერთკრისტალების მომზადების ერთ-ერთი გავრცელებული ტექნიკაა.

ჩოხრალსკის მეთოდის უპირატესობებია: (1) სწრაფი ზრდის ტემპი, რაც საშუალებას იძლევა მოკლე დროში მაღალი ხარისხის მონოკრისტალების წარმოების; (2) კრისტალები იზრდება დნობის ზედაპირზე ტიგანის კედელთან კონტაქტის გარეშე, რაც ეფექტურად ამცირებს შიდა დაძაბულობას და აუმჯობესებს კრისტალის ხარისხს. თუმცა, ამ მეთოდის მთავარი ნაკლი არის დიდი დიამეტრის კრისტალების მოყვანის სირთულე, რაც მას ნაკლებად ვარგისს ხდის დიდი ზომის კრისტალების წარმოებისთვის.

3.2 კიროპულოსის მეთოდი საფირონის კრისტალების გასაზრდელად

კიროპულოსის მეთოდი, რომელიც კიროპულოსმა 1926 წელს გამოიგონა (შემოკლებით KY მეთოდი), მსგავსება აქვს ჩოხრალსკის მეთოდთან. ის გულისხმობს მარცვლის კრისტალის დნობის ზედაპირზე ჩაძირვას და მის ნელა ზემოთ აწევას ყელის წარმოქმნის მიზნით. მას შემდეგ, რაც გამყარების სიჩქარე დნობა-მარცვლის საზღვარზე სტაბილიზდება, მარცვლის აწევა ან ბრუნვა აღარ ხდება. ამის ნაცვლად, გაგრილების სიჩქარე კონტროლდება ისე, რომ ერთკრისტალი თანდათანობით გამყარდეს ზემოდან ქვემოთ, საბოლოოდ კი ერთკრისტალს წარმოქმნის.

კიროპულოსის პროცესი წარმოქმნის მაღალი ხარისხის, დაბალი დეფექტური სიმკვრივის, დიდი და ხელსაყრელი ეკონომიურობის კრისტალებს.

3.3 საფირონის კრისტალების გასაზრდელად კიდით განსაზღვრული აპკით კვებადი ზრდის (EFG) მეთოდი
EFG მეთოდი ფორმირებული კრისტალების ზრდის ტექნოლოგიაა. მისი პრინციპი გულისხმობს მაღალი დნობის წერტილის მქონე ნალექის ყალიბში მოთავსებას. ნალექი კაპილარული მოქმედებით ყალიბის ზედა ნაწილში მიიზიდება, სადაც ის მარცვლოვან კრისტალს ეხება. მარცვლოვანი კრისტალის გამოწევისა და ნალექის გამყარებისას წარმოიქმნება ერთი კრისტალი. ყალიბის კიდის ზომა და ფორმა ზღუდავს კრისტალის ზომებს. შესაბამისად, ამ მეთოდს გარკვეული შეზღუდვები აქვს და ძირითადად შესაფერისია ფორმირებული საფირონის კრისტალებისთვის, როგორიცაა მილები და U-ფორმის პროფილები.

3.4 სითბოს გაცვლის მეთოდი (HEM) საფირონის კრისტალების გასაზრდელად
დიდი ზომის საფირონის კრისტალების მომზადების თბოგაცვლის მეთოდი ფრედ შმიდმა და დენისმა 1967 წელს გამოიგონეს. HEM სისტემას ახასიათებს შესანიშნავი თბოიზოლაცია, დნობისა და კრისტალში ტემპერატურის გრადიენტის დამოუკიდებელი კონტროლი და კარგი მართვადობა. ის შედარებით ადვილად წარმოქმნის საფირონის კრისტალებს დაბალი დისლოკაციით და დიდი ზომით.

HEM მეთოდის უპირატესობებში შედის ზრდის დროს ტიგანში, კრისტალსა და გამათბობელში მოძრაობის არარსებობა, რაც გამორიცხავს კიროპულოსისა და ჩოხრალსკის მეთოდებში არსებული გამწევი მოქმედებების მსგავს ქმედებებს. ეს ამცირებს ადამიანის ჩარევას და თავიდან აიცილებს მექანიკური მოძრაობით გამოწვეულ კრისტალის დეფექტებს. გარდა ამისა, შესაძლებელია გაგრილების სიჩქარის კონტროლი თერმული სტრესის და შედეგად მიღებული კრისტალის ბზარებისა და დისლოკაციის დეფექტების მინიმიზაციის მიზნით. ეს მეთოდი საშუალებას იძლევა დიდი ზომის კრისტალების ზრდის, შედარებით მარტივია გამოსაყენებლად და განვითარების პერსპექტივებს იძენს.

საფირონის კრისტალების ზრდისა და ზუსტი დამუშავების ღრმა ექსპერტიზის გამოყენებით, XKH გთავაზობთ საფირონის ვაფლების სრულფასოვან, ინდივიდუალურ გადაწყვეტილებებს, რომლებიც მორგებულია თავდაცვის, LED და ოპტოელექტრონული გამოყენების სფეროებზე. საფირონის გარდა, ჩვენ ვაწვდით მაღალი ხარისხის ნახევარგამტარული მასალების სრულ სპექტრს, მათ შორის სილიციუმის კარბიდის (SiC) ვაფლებს, სილიციუმის ვაფლებს, SiC კერამიკულ კომპონენტებს და კვარცის პროდუქტებს. ჩვენ ვუზრუნველყოფთ გამორჩეულ ხარისხს, საიმედოობას და ტექნიკურ მხარდაჭერას ყველა მასალისთვის, რაც ეხმარება მომხმარებლებს მიაღწიონ გარღვევას მოწინავე სამრეწველო და კვლევით პროგრამებში.