单结晶蓝宝石是具有高强度、刚度、耐磨性、耐热性、耐等离子性和优良透光性的高硬度透明体。该加工需要很高的加工技术。京瓷根据多年的加工经验，不仅是晶圆形状，环形、凹槽、凹凸、球面、曲面等各种异形、复杂形状的蓝宝石也能进行光学级的精加工。
特长
- 实现异形品的研磨环，沟，凹凸，球面，曲面等各种各样的形状的精加工变得可能。
- 研磨表面光滑表面粗糙度Ra≤0.05μm确保优良的光透射性
- 低颗粒性高精度的表面加工，减少颗粒的产生（发尘）
制造案例
面向半导体制造设备领域、汽车·移动领域、产业机械领域以及宇宙·天文领域等恶劣环境下使用的零件，单结晶蓝宝石的优异特性备受瞩目。京瓷可以用大口径、长尺寸的蓝宝石材料制造，而且可以用激光制造无荧光的单结晶蓝宝石。包括大型单结晶蓝宝石环在内，有很多对不同形状的产品进行镜面研磨的加工实绩。
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等离子管
Φ30×φ25×250L (mm)
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传感器用窗
Φ5×φ3×70L (mm)
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汽缸
Φ100×φ80×150L (mm)
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传感器透镜
Φ50×30H (mm) 中空
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导轨
凹槽：宽度5×深度3× 10l （mm）
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气体和流体用喷嘴
流道口径：φ4×50L (mm)
※上述是加工案例。
设计指南
| 规格表 | ||
|---|---|---|
| 材质 | 单结晶蓝宝石 | |
| 材质编号 | SA100 | |
| 全长 | （L） | - 500 [mm] |
| 外径 | （ΦD） | 5.0 - 100.0 [mm] |
| 内径 | （Φｄ） | 2.0 - 80.0 [mm] |
*()内参照下图
精加工评价
通过精加工水平的不断提高，实现优秀的透光性。
表面粗糙
激光显微镜下完成表面的观察图像
观察图像
(x 1200)
※根据面方位·厚度特性值不同。
透射率
根据分光光度计，不同形状面的研磨和光学研磨的可视光线透射率
※无AR外套。
※根据面方位·厚度特性值不同。
材料数据比较
单结晶蓝宝石与透明材料的主要特性比较
| 材质 材质编号 |
单结晶蓝宝石 SA100 |
石英玻璃 | 玻璃 | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 融点 | ℃ | 2053 | 1600 | 720 | ||
| 维氏硬度 HV9.807N | GPa | 22.5 | 8.8 | 5.4 | ||
| 3点弯曲强度 | MPa | 690 | 68.6 | 49.0 | ||
| 杨氏模量 | GPa | 470 | 73 | 72 | ||
| 导热率 | 20℃ | W/（m・K） | 42 | 1.2 | 0.8 | |
| 平均线膨胀系数 | 40-400℃ | × 10-6/K | 与C轴平行 | 7.7 | 0.51 (RT -100℃) |
8.5 |
| 与C轴垂直 | 7.0 | |||||
耐等离子性
单结晶蓝宝石具有优良的耐等离子性。能抑制颗粒的产生（发尘），有效地降低杂质污染。因此，被广泛应用于溅射设备、CVD设备、蚀刻设备的窗口和部件等。
单结晶蓝宝石和石英玻璃的耐腐蚀试验
蚀刻率
测定条件
| 尺寸： | φ150mm |
| 反应气体： | 三氟化氯 (CIF3) |
| 时间： | 270小时 |
耐腐蚀试验结果
※在反应气体下使用一个月后的状态
测定条件
| 反应气体： | 四氟化甲烷(CF4)＋ 氧(O2)的混合气体 |
| 时间： | 一个月 |
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本页记载的数值全部是公司内部测定的代表值，不是产品规格的保证值。