藍(lán)寶石英文名稱為Sapphire,源于拉丁文Spphins,意思是藍(lán)色。屬于剛玉族礦物,三方晶系。
光學(xué)藍(lán)寶石:
化學(xué)成分為氧化鋁,化學(xué)式(α-Al2O3),是由三個氧原子和兩個鋁原子以共價鍵型式結(jié)合而成,其晶體結(jié)構(gòu)為六方晶格結(jié)構(gòu)。它常被應(yīng)用的切面有A-Plane,C-Plane及R-Plane.由于藍(lán)寶石的光學(xué)穿透帶很寬,從近紫外光(190nm)到中紅外線都具有很好的透光性.因此被大量用在光學(xué)元件、紅外裝置、高強(qiáng)度鐳射鏡片材料及光罩材料上,它具有高聲速、耐高溫、抗腐蝕、高硬度、高透光性、熔點(diǎn)高(2050℃)等特點(diǎn),它是一種相當(dāng)難加工的材料。
單晶藍(lán)寶石是一種物理特性、機(jī)械特性和化學(xué)特性三者獨(dú)特組合的優(yōu)良材料。因此,它在各種應(yīng)用上具有不可估量的優(yōu)點(diǎn)。由于藍(lán)寶石表面特別硬,摩氏硬度為9,所以除了金剛石之外,幾乎沒有其它什么物質(zhì)能在其表面產(chǎn)生劃痕。藍(lán)寶石是惰性材料,化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定,對大多數(shù)酸溶液是不溶解的,熔點(diǎn)高達(dá)2050°C。藍(lán)寶石表面非常容易清.潔,又因藍(lán)寶石的強(qiáng)度很高,用藍(lán)寶石做的窗口則比其它材料的窗口更薄。此外,藍(lán)寶石的導(dǎo)熱性很高,薄壁的藍(lán)寶石窗口無論是對其加熱還是冷卻都是很有效的。關(guān)鍵的是藍(lán)寶石具有優(yōu)良的光學(xué)特性,在可見光和MWIR波段顯示很好的光透過率。藍(lán)寶石的這些優(yōu)良特性是其它光學(xué)材料無法相比的,無疑是軍用光電設(shè)備多光譜觀察窗口的理想材料。
物理特性:
藍(lán)寶石屬于三方晶系,具有六方結(jié)構(gòu),晶格常數(shù)為:a=b=4.758A, c=12.991A
折射率1.762-1.770
雙折射:0.008~0.010
一軸晶負(fù)光性,個別情況下具有異常的二軸晶光性
光澤:亮玻璃光澤至亞金剛光澤
多色性:有色藍(lán)寶石具有二色性,一般有,深藍(lán)色/藍(lán)色,藍(lán)色/淺藍(lán)色、藍(lán)綠色、藍(lán)灰色,黃色藍(lán)寶石有金黃色/黃色,橙黃色/淺黃色,淺黃色/無色,等。
材質(zhì):???????????????????????????? 光學(xué)級藍(lán)寶石
生長方法:???????????????????? Kyropulos method
化學(xué)成分:????????????????????? 99.997% Al2O3
藍(lán)寶石物理性質(zhì)
晶體結(jié)構(gòu): | ||
化學(xué)成分: | Al2O3 | |
分子量: | 101.96 | |
結(jié)晶系統(tǒng): | 三方晶系(R3c) | |
晶格常數(shù): | a=4.765A/c=13.001A*
A=10 nm |
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密度 (specific gravity): | 3.98 g/cm3 | |
熔點(diǎn) | 2045°C | |
熱膨脹系數(shù) | 5.8*10-6/K | |
Cleavability: | (1011), (1120), imperfect | |
力學(xué)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) [維氏] 2300 |
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楊氏彈性模量: | 34 to 37 GPa | |
抗碎強(qiáng)度: | 2000 Mpa | |
抗拉強(qiáng)度: | 2250 Mpa | |
抗壓強(qiáng)度 | 2950 Mpa | |
抗彎強(qiáng)度: | 450 to 690 Mpa | |
破壞系數(shù): | 490 to 690 Mpa | |
體(容)積彈性模量: | 250 GPa | |
切變模量: | 140 Gpa | |
藍(lán)寶石窗口透視效果