介绍
你可能不知道,但你可能在你的手中掌握在世界上最艰难的物质之一。如果您拥有优质的腕表,那么它有一个蓝宝石玻璃。此外,Appla手表和几乎所有手机的一些版本都在其摄像机上使用蓝宝石镜头。蓝宝石在其自然形式,是一种珍贵的石材,通常是珠宝中使用的蓝色。但是,可以综合创建蓝宝石,这是这种形式,这些形式是许多行业的宝贵物业。
你可能想知道是什么让蓝宝石如此特别。我将更多地详细介绍它的特征,但在这里,我将介绍你的五个原因,为什么蓝宝石是如此有价值
真的很难刮到它。所以它是相机镜头和手表的理想选择。
在很宽的波长范围内(红外线到紫外线)几乎是完全透明的
它可以静置大范围的压力和温度而不会变形。
对酸非常有阻
它可以合成制造
为什么我们只看到蓝宝石玻璃用于非常有限的应用?为什么我们的手机不使用蓝宝石而使用Gorilla Glass玻璃(™)?如果你有一块豪华手表,它可能有蓝宝石玻璃,但在大多数情况下,蓝宝石的使用并不普遍。
蓝宝石是非常坚硬的,使用它是非常昂贵的。
如果您对蓝宝石更感兴趣,请阅读本文的其余部分,并在评论部分向我们提出任何问题
光学和机械性能
蓝宝石最着名的属性之一是它的硬度。有不同的方法来测量材料的硬度。两个非常常见的是MOHS刻度和压缩/拉伸应力。莫赫斯尺度测量材料对刮擦的电阻。它是一种定性规模,钻石占据其最高的地方,其次是碳化硅,以及其他一些材料,第三位蓝宝石。Mohs Scale只是衡量一种材料划伤的材料是多么容易。较硬的合成材料如石墨烯,但石墨烯仍然没有在行业中完全采用大规模的规模。蓝宝石擅长的区域是它的抗压强度:在突破之前可以支持的压力。蓝宝石的抗压强度约为2 GPa(或者相当于在彼此顶部的40个大象堆叠,底部在单个腿上平衡)。相比之下,钢的抗压强度为250MPa(比蓝宝石少8倍),而Gorilla Glass(™)(智能手机盖的行业标准)具有900 MPa的抗压强度(不到一半的蓝宝石)。
同样有趣的是,蓝宝石具有优良的化学特性,几乎对所有化学物质都是惰性的,这使得它适合存在腐蚀性材料的地方。它具有非常低的导热系数,25 W m^(-1) K^(-1),以及极低的热膨胀系数,5.8x10^6 /摄氏度:它在高压或高温条件下不变形或膨胀。无论你的设计是什么,你都可以确定它在水下100米或轨道上40K时的尺寸和公差是相同的。
我们已经将这些强度和抗刮擦窗的特性用于客户应用,包括工业和医疗激光、水下相机和海洋环境光谱仪。
蓝宝石玻璃在300nm到5500 nm范围内(包括紫外、可见光和红外区域)有一个很好的传输窗口,在300nm-500nm波长的传输峰值几乎达到90%。蓝宝石是一种双折射材料,因此它的许多光学性质将取决于晶体的取向。在它的普通轴上折射率在750nm的350nm至1.761的1.796距离,它具有非常小的变化,即使温度大变化。
由于其良好的透射性和广泛的波长范围,我们经常使用蓝宝石元素红外镜头设计更常见的眼镜不适合时。
图1.蓝宝石的Schott传输曲线
如果您正在设计一个卫星镜片系统,其中存在宽范围的极端温度,酸的折射率光学传感器,是需要保护磨料天气条件的军事展示,或监测高压室内的条件,蓝宝石玻璃将是您的最佳选择。
缺点
由于其机械性能,蓝宝石很难与之合作。创造大块它在技术上挑战并将其塑造到特定的几何形状可能是令人生畏的。使其如此有吸引力的相同属性也使其变得昂贵。
就个人而言,我们认为我们没有看到更多使用蓝宝石的消费电子产品的原因之一是由于市场本身的性质。手机,平板电脑和笔记本电脑的寿命少于18个月,在市场上出现新的型号之前。拥有像蓝宝石这样的高端材料将使最终用户非常昂贵。另一方面,高端手表持续到持续几十年,所以使用蓝宝石证明其成本。经过几年后,像Apple和Samsung这样的手机公司在其高端产品中开始使用蓝宝石,但仅作为摄像机镜头或智能手表的盖子。
如果你的设计中需要使用蓝宝石,或者你的设备中有蓝宝石,请在评论中告诉我们。