Сапфир Al2O3

Монокристаллический лейкосапфир, Al2O3 один из самых твердых синтетических материалов и обладает уникальной комбинацией превосходных оптических, физических и химических свойств.

Лейкосапфир является незаменимым материалом для работы в жестких условиях эксплуатации, когда требуется химическая стойкость, а также при высоких механических нагрузках. Материал сохраняет свою высокую жесткость при высоких температурах и/или давлении, имеет хорошие теплофизические свойства и превосходную прозрачность, обладает химической инертностью и низким коэффициентом трения.  Лейкосапфир химически устойчив при температурах вплоть до 1 600 °C. Эти свойства лейкосапфира обуславливают широкое применение данного материала, в диапазоне от 0.17 до 5.5 мкм.

Достижением ООО "МакроОптика" является технология шлифовки на связанном абразиве, с использованием шлифовальников не имеющих аналогов, и полировки лейкосапфира, обеспечивающая минимальную шероховатость поверхности деталей и обеспечивая высокие требования по чистоте и точности обработки оптической поверхности лейкосапфира, первого класса оптической чистоты и плоскостности ?/10@632нм, которые являются необходимыми и достаточными для  лазерных применений лейкосапфира.

Поставки оптического сапфира (AL2O3)

Максимально возможные размеры оптического сапфира для плоскопараллельных пластин, линз и оптических заготовок: ? 250 мм x 30 мм и 200 мм х 200 мм x 30 мм. Возможна поставка оптического сапфира в форме круглых стержней (диаметр 2-20 мм, длина 150-300 мм), прямоугольных и квадратных стержней, ленты (ширина 10-80 мм, толщина 1-4 мм, длина 150-300 мм), трубки (диаметр 3-30 мм, толщина стенки 1-8 мм, длина 150-300 мм) и другой конфигурации в соответствии с требованиями заказчика.

Мы предлагаем следующие изделия, изготовленные из высококачественного сапфира, выращенного методом Киропулоса или профилированный сапфир, получаемый методом Степанова:

  • Заготовки.
  • IPL фильтры - Cветоводы для медицинских применений (обработка кожи и эпиляция) .
  • Защитные стекла, окна, в том числе клиновидные для лазеров, сенсоров и других применений.
  • Линзы (сферические,  цилиндрические )
  • Призмы.
  • Зеркала .
  • Oптика для спектроскопии (ATR-элементы).
  • Обтекатели, Гипо-, гипер-, полусферы.
  • Стержни, трубы.
  • Резьбовые элементы, изделия сложного профиля.

Свойства материала оптический сапфир (AL2O3)

ПАРАМЕТР

ЗНАЧЕНИЕ

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА САПФИРА ОПТИЧЕСКОГО (AL2O3)

Диапазон пропускания

0.17 - 5.5 мкм

Показатель преломления, n

1.75449 (о), 1.74663 (е) (L=1.06 мкм)

Потери на отражение

14% (L=1.06 мкм, 2 поверхности)

Коэффициент поглощения

0.3 х 10-3 см-1 (L=2.4 мкм)

dn/dT

13.7 x 10-6/K (L=5.4 мкм)

dn/dm=0

1.5 мкм

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА САПФИРА ОПТИЧЕСКОГО (ЛЕЙКОСАПФИРА AL2O3)

Плотность

3.97 г/см 3

Температура плавления

2040 °C

Коэффициент теплопроводности

27.21 Вт/(м K) при 300 K

Коэффициент термического расширения

5.6 x 10-6/К (параллельно оси) 5.0 x 10-6/К (перпендикулярно оси)

Твердость по Кнупу

2000кг/мм 2 (масса индентора 2000 г)

Удельная теплоемкость

419 Дж/(кг K)

Диэлектрическая постоянная (f=1 МГц)

11.5 (параллельно оси) 9.4 (перпендикулярно оси)

Модуль Юнга, E

335 Гпа

Модуль сдвига, G

148.1 Гпа

Модуль объемной деформации, K

240 Гпа

Упругие коэффициенты

C 11 =496 МПа, C 12 =164 МПа,
C 33 =498 МПа, C 44 =148 МПа

Предел упругости

275 Мпа

Коэффициент Пуассона

0.25

ХИМИЧЕСКИЕБ

Растворимость

98 x 10-6 г / 100 г воды

Молекулярный вес

101.96

Класс

Тригональный

Показатель преломления оптического сапфира (AL2O3)

Длина волны, мкм

Показатель преломления, no

Показатель преломления, ne

0.193

1.92879

1.91743

0.213

1.88903

1.87839

0.222

1.87540

1.86504

0.226

1.87017

1.85991

0.244

1.85059

1.84075

0.248

1.84696

1.83719

0.257

1.83932

1.82972

0.266

1.83304

1.82358

0.280

1.82437

1.81509

0.308

1.81096

1.80198

0.325

1.80467

1.79582

0.337

1.80082

1.79206

0.351

1.79693

1.78825

0.355

1.79598

1.78732

0.442

1.78038

1.77206

0.458

1.77843

1.77015

0.488

1.77530

1.76711

0.515

1.77304

1.76486

0.532

1.77170

1.76355

0.590

1.76804

1.75996

0.633

1.76590

1.75787

0.670

1.76433

1.75632

0.694

1.76341

1.75542

0.755

1.76141

1.75346

0.780

1.76068

1.75274

0.800

1.76013

1.7522

0.820

1.75961

1.75168

0.980

1.75607

1.74819

1.064

1.75449

1.74663

1.320

1.75009

1.74227

1.550

1.74618

1.73838

Физические свойства сапфира

Химическая формула

Al 2 O 3

Тип кристаллической структуры, класс симметрии

гексагональная, 3m

Параметры решетки, ?

a=4.758  c=12.991

Плотность, г/см 3

3.98

Твердость по Моcсу

9

Диапазон оптической прозрачности, микрон

0.17-5.5

Показатель преломления (на длине волны 0.532 микрон)

n o =1.7717, n e =1.76355

Влагопоглощение

отсутствует

Модуль Юнга, ГПа

345

Модуль сдвига, ГПа

145

Модуль объемной упругости, ГПа

240

Предел упругости, МПа

275

Модуль разрыва, МПа

420 при 20°С, 280 при 500°С, 420 при 1000°С.

Коэффициенты упругости

C11=496, C12=164, C13=115, C33=498, C44=148

Коэффициент Пуассона

0.25-0.3

Коэффициент трения

0.15 на стали, 0.1 на сапфире

Теплофизические свойства сапфира

Температура плавления, К

2303

Удельная теплоемкость, Дж/(кг x К)

105 при 91К, 761 при 291К

Температурный коэффициент линейного расширения (при Т =  323К), К ?1

6.66 x 10 -6 параллельно С-оси, 5 x 10 -6 перпендикулярно С-оси

Теплопроводность (при Т =  300К), Вт/(м x К)

23.1 параллельно С-оси, 25.2 перпендикулярно С-оси

Электрические свойства сапфира

Электрическое сопротивление, Ом x см (в диапазоне 200-500 °С)

10 11 - 10 16

Диэлектрическая константа

10.0

Диэлектрическая прочность, В/см

4 x 10 5

Тангенс угла (диэлектрических) потерь

1 x 10 -4

Химическая и радиационная устойчивость сапфира

Стабильность основных свойств

до 1600°С

Растворимость
- в воде:
- в кислотах (HNO 3 , H2SO 4 , HCl, HF):
- в щелочах:
- в расплавах металлов (Mg, Al, Cr, Co, Ni, Na, K, Bi, Zn, Cs):


отсутствует
отсутствует до 300°С
отсутствует до 800-1000°С
отсутствует до 800°С

Радиационная стабильность к гамма-излучению:

- при облучении 10 7 рад не происходит изменения оптического пропускания свыше 2.5 микрон;
- при облучении 10 8 рад в течение 1 часа при Т=195°С не наблюдается окрашивания

Устойчивость к облучению протонами:

- при облучении дозой 10 12 протонов/см 2 не происходит изменения оптического пропускания ниже 0.3 микрон