蓝宝石基本知识
蓝宝石的主要成分
蓝宝石的主要成分
蓝宝石的主要成分：
（1）氧化铝：是蓝宝石的主要成分，占蓝宝石总重量的60％以上。
它以六方晶体形式出现，无色透明。
（2）少量氧化铝（Al_2O_3）：主要含量在0.2％ - 0.4％，可能是通过补充少量钛或铌来获得的，它们形成了空孔结晶结构，某些孔也被四氧化铌等杂质填充而形成真空空位。
（3）银铝石酸盐（KCr_2O_4）：含量为0.1％-3.5％。
其中铝和铍的含量会影响宝石的颜色，当含量越高时，会使宝石的颜色变得更蓝。
（4）氧化钛（TiO_2）：是蓝宝石的一种次要成分，含量一般不超过1.0％，有时可以看到对蓝宝石的颜色有穿行效果。
（5）氧化钠（Na_2O）：少量存在，以丁酸钠和单水钠矿作为溶剂。
（6）氧化锰（MnO_2）：是一种罕见的成分，可以使蓝宝石获得增暖的色调，甚至混合成蓝紫色。
（7）氧化钒（V_2O_5）：只有少量存在，对宝石的颜色没有明显影
响，但可以提高宝石的颜色饱和度。
（8）三氧化硅（SiO_2）：是蓝宝石的一种次要成分，一般不超过0.5％，有时它们可以通过内充水以及其他衍生物混入到结晶种子中，因而影响宝石的颜色。
（9）氧化镁（MgO）：也是一种次要成分，含量一般较低，少于1.0％，其成分混合物如膨胀剂、锰酸盐和钒酸盐会影响蓝宝石颜色的一般蓝色调性。
（10）其他：还有斜长石、氧化钡、氧化锆等更为罕见的成分，但他们的代谢和影响比较小。
蓝宝石有哪些介绍及象征意义
蓝宝石有哪些介绍及象征意义蓝色的蓝宝石是由于其中混有少量钛和铁杂质所致。
其实蓝宝石也有一定的象征意义的。
以下是店铺为大家整理的蓝宝石的介绍，希望你们喜欢。
蓝宝石的主要介绍蓝宝石(Sapphire)是刚玉宝石中除红宝石(Ruby)之外，其它颜色刚玉宝石的通称，主要成分是氧化铝(Al2O3)。
蓝色的蓝宝石，是由于其中混有少量钛(Ti)和铁(Fe)杂质所致。
蓝宝石的颜色，可以有粉红、黄、绿、白、甚至在同一颗石有多种颜色。
蓝宝石在泰国、斯里兰卡、马达加斯加、老挝、柬埔寨、中国山东昌乐，海南，重庆江津的石笋山均有发现，其中最稀有的产地应属于克什米尔地区的蓝宝石，而缅甸是现今出产上等蓝宝石最多的地方。
蓝宝石最大的特点是颜色不均，可见平行六方柱面排列的，深浅不同的平直色带和生长纹。
聚片双晶发育，常见百叶窗式双晶纹。
裂理多沿双晶面裂开。
二色性强，世界不同产地的蓝宝石除上述共同的特点之外，亦因产地不同各具特色。
上世纪80年代在中国东部沿海一带的玄武岩中，相继发现了许多蓝宝石矿床。
蓝宝石英文名称为Sapphire，源于拉丁文Spphins，意思是蓝色。
属于刚玉族矿物，三方晶系。
宝石界将红宝石之外的各色宝石级刚玉都称为蓝宝石。
蓝宝石的矿物名称为刚玉，属刚玉族矿物。
实际上自然界中的宝石级刚玉除红色的称红宝石外，其余各种颜色如蓝色、淡蓝色、绿色、黄色、灰色、无色等，均称为蓝宝石，或称为彩蓝宝石，即在蓝宝石前加上颜色名，如粉蓝宝石。
蓝宝石的化学成分(AL2O3)，主要以Fe、Ti、致色。
刚玉中因含有铁(Fe)和钛(Ti)等微量元素，而呈现蓝、天蓝、淡蓝等颜色，其中以为浓而不黑的皇家蓝色和矢车菊色最好。
在弧面型切磨，内部富含与底面平行并定向排列的三组包体时，可以产生美丽的六射星光时，被称为"星光蓝宝石"。
蓝宝石的成分为氧化铝，因含微量元素钛(Ti4+)或铁(Fe2+)而呈蓝色。
属三方晶系，晶体形态常呈筒状、短柱状、板状等，几何体多为粒状或致密块状。
蓝宝石晶体材料
蓝宝石晶体材料蓝宝石是一种十分珍贵的宝石，它以其独特的蓝色和高贵的气质而受到了人们的喜爱。
蓝宝石晶体是蓝宝石的原始形态，它具有很高的价值和广泛的应用。
蓝宝石晶体的化学组成是铝和氧的化合物，化学式为Al2O3。
它的结晶系统为三斜晶系，晶体形状多为长方体或六角柱状。
蓝宝石晶体的硬度非常高，达到9级，仅次于钻石，因此被广泛用作宝石和工业用途。
蓝宝石晶体的最大特点就是它的蓝色。
这种蓝色有时被形容为“天空般的蓝色”或“夜空中的星星”。
蓝宝石晶体的蓝色来源于其中微量的铁和钛元素，而这些元素的含量和晶体的色调有很大关系。
蓝宝石晶体的颜色越深越纯净，价值也就越高。
蓝宝石晶体具有很高的折射率和色散率，使得它在光学领域有重要的应用。
蓝宝石晶体常被用来制作光学镜头、激光器和红外窗口。
由于蓝宝石晶体具有非常好的透明度，可以在可见光和红外光波段中传导光线，因此非常适合用作光学材料。
此外，蓝宝石晶体还具有一些特殊的物理性质。
它具有较高的热导率和导电率，因此常被用作散热材料和电子元器件的基底。
另外，蓝宝石晶体还具有较低的热膨胀系数，能够在高温和压力环境下保持稳定性，因此广泛应用于高温热力学和科学研究。
蓝宝石晶体的制备过程相对较复杂。
一般来说，蓝宝石晶体是通过熔融法生长的。
首先，将铝和氧化物混合在一起，并在非常高的温度下熔化，形成蓝宝石熔体。
然后，将熔体缓慢冷却，使蓝宝石晶体逐渐生长。
最后，将生长的晶体从熔体中分离出来并进行加工，形成成品。
总之，蓝宝石晶体是一种非常珍贵和有价值的材料，具有广泛的应用前景。
它的独特蓝色和高贵气质使其成为宝石行业和光学工业中的重要材料。
它的独特物理性质和制备过程也使其在其他领域得到了广泛的应用。
蓝宝石的介绍以及主要用途
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------蓝宝石的介绍以及主要用途一、蓝宝石的介绍蓝宝石(Sapphire)是一种氧化铝(-Al2O3)的单晶，又称为刚玉。
蓝宝石作为一种重要的技术晶体，已被广泛地应用于科学技术、国防与民用工业的许多领域。
蓝宝石晶体具有优异的光学性能、机械性能和化学稳定性，强度高、硬度大、耐冲刷，可在接近2019℃高温的恶劣条件下工作。
蓝宝石晶体具有独特的晶格结构、优异的力学性能、良好的热学性能。
二、蓝宝石晶体的主要用途广泛的应用于红外军事装置、卫星空间技术、高强度激光的窗口材料。
成为实际应用的半导体 GaN/Al2O3 发光二极管(led)、大规模集成电路 SOI 和 SOS 及超导纳米结构薄膜等最为理想的衬底材料。
用于半导体照明产业，如 LED， LED 能使发光效率提高近10 倍，寿命是传统灯具的20 倍以上，兼有绿色、环保等优点。
目前能用于商品化的衬底只有两种，即蓝宝石和碳化硅衬底。
目前全球 80%LED 企业采用蓝宝石衬底，其原因是碳化硅价格昂贵。
用于民用航天、军工等，如透波窗口、整流罩、光电窗口、护板、陀螺、耐磨轴承等部件。
军用光电设备，如：1/ 4光电吊舱、光电跟踪仪、红外警戒系统、潜舰光电桅杆等。
蓝宝石晶体在民用领域的应用，如条码扫描仪的扫描窗口，永不磨损型雷达表的表蒙，纺织工业的纤维导丝器，照相机外护镜头，耐磨轴承。
三、世界各国的 LED 产业政策：LED 是新一代光源，被公认为是 21 世纪最具发展前景的高技术领域。
目前，世界各个主要国家和地区纷纷制定 LED 技术与产业发展计划。
日本在 1998 年就制定了21 世纪光计划；欧盟从 2019 年 7 月，实施了彩虹计划，在此基础上，与 2004 年 7 月又启动了固态照明研究项目，成立了欧盟光电产业联盟；韩国在 2019 年制定了氮化镓半导体开发计划，成立了光产业振兴会；美国在2019 年启动的下一代照明计划（NGLI）及 2019 年设立的国家半导体照明研究计划列入了能源法案；中国在 2003 年 6 月 17 日正式启动了国家半导体照明计划； 2006 年 10 月，中国科技部启动十一五半导体照明工程863计划，对半导体照明产业以更大的支持。
蓝宝石基础知识
三氧化二铝及蓝宝石晶体结构
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白宝石是－种硬度极高（莫氐硬度： 9.2～9.4）、耐高温、耐磨损、抗腐蚀、 热传导性，电气绝缘性，力学机械性能 好和透光波段宽（光谱范围：0.3～6μm） 的优质光功能材料。
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二、特性：
⒈ 光学性能 白宝石具是很好的光学透过性，是一种优良的
光学晶体。白宝石是一种极好的红外透过材料，其红 外透过率（0.6MM厚的样品）在3～5ΜＭ玻波高于85％。 红外透过率与温度有关。
和不受酸、碱腐蚀，只有在高温下（300℃以上）可 为一氢氟酸（HF）、磷酸（H3PO4）和熔化的氢氧化 钾（KOH）所浸蚀。
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三、用途
⒈一般用途 白宝石的力学机械性能好，硬度高，它在民用工
业中主要用于仪表轴承，钟表轴承及某些精密器械的耐磨 部件，如天平的刀口，拉制人造丝的领圈等。以及灵敏度 要求高的仪表上，作为耐磨擦件，如流量计、水表、电表 等。
蓝宝石基础知识了解
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一、概述：
白宝石又称蓝宝石，俗称刚玉。由于天然 白宝石稀少，化学成分不纯和成本高，不能做为工 业材料使用。自1902年世界出现焰熔法生长出第一 颗人工宝石，各种人工培育白宝石的方法不断发展 （焰熔法、提拉法、热交换法、导向温梯法、导模 法等方法），白宝石质量检验技术和加工工艺日趋 完善，白宝石的应用与日俱增。
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⒋力学机械性能 白宝石具有很好的力学机械性能。其抗张强
度在25℃时，对于0.254mm直径的白宝石细丝是 25000kg／cm²。压缩强度25℃时为31500kg／cm²。 弹性模量在25℃时为4.75×108（±1％）kg／cm²。 挠曲强度在温高25℃时为7100kg／cm²。磨擦系数 （与钢对比）为0.15。
红宝石和蓝宝石知识培训共20页
（5）越南红宝石
❖ 颜色为浅粉红色、粉红色和玫瑰红色，有云 雾状气液包裹体，微透明至半透明，除极少 数做刻面宝石外，大部分用作弧面宝石。
（6）中国红宝石：红色、带玫瑰的红色，透 明至半透明，有气液包裹体。
2、红宝石与相似红色宝石的区别
（1）红宝石与天然红色宝石的区别 ❖ 红色尖晶石：红色尖晶石颜色均一，有八面
2、蓝宝石与相似的天然蓝色宝石的区别
❖ 尖晶石 ❖ 蓝色尖晶石颜色均一，微带灰的色调。没有
二色性。晶体中有较多气液包裹体和八面体 小尖晶石包裹体群。 ❖ 蓝色电气石 ❖ 多呈带绿的蓝色，有较多的裂纹和空管状气 液包裹体，在底刻面的棱面处可见双影，二 色性极明显。
3、蓝宝石与合成蓝色宝石的区别
❖ 合成蓝宝石 ❖ 合成蓝宝石颜色均一，内部洁净，包裹
❖ 斯里兰卡红宝石中的金红石包裹体，细长、 稀疏，不太常见，但是常含有几种特有的矿 物包裹体。
❖ 锆石晕圈包裹体：在锆石包裹体周围有褐色 放射性晕圈。
❖ 磷灰石包裹体：磷灰石呈六方柱状，棱角圆 滑，呈单个晶体或群体出现。
（3）泰国尖竹纹红宝石
❖ 宝石呈带褐的红色或玫瑰红色。色带和生长 纹平直。包裹体较少，常见指纹状包裹体和 羽毛状中心有黑点的荷叶状包裹体。
一、概述
❖ 红宝石、蓝宝石是指色美、透明的宝石级刚 玉。
❖ 红宝石的英文名称是Ruby，来源于拉丁文 “Ruber”，意思是红色。蓝宝石的英文名称 Sapphir，来源于拉丁文“Sapphins”，其意 是蓝色。
❖ 实际上自然界中宝石级刚玉除红色的称红宝 石外，其余各种颜色如蓝色、淡蓝色、绿色、 黄色、灰色、无色等，均称为蓝宝石。
❖ 一般纤维状金红石包裹体构成三组交角为 60°和120°的面网，当平行这个面网切割 ，并琢磨成弧面后，当光线照射在弧面上， 就会出现六射星光，即星光红宝石。如果纤 维状包裹体呈不规则的密集式堆积，就呈现 出半透明的乳白色絮状斑块。
蓝宝石SAPPHIRE鉴定基本知识
蓝宝石SAPPHIRE鉴定基本知识蓝宝石象征慈爱、诚挚：是九月份生辰石，与红宝石同属于刚玉，其折射率、密度与红宝石相同。
但蓝宝石所含的杂质元素是氧化铁与氧化钛，所以产生青蓝色的色调来。
根据产地的不同，蓝宝石的色调变化很大，蓝宝石中最值得注意的当然是色泽。
但色调的深浅明暗程度不一，从浅灰蓝、黄蓝而至近乎黑色的墨蓝。
最珍贵的色彩是红光蓝 ROYAL BLUE，在珠宝行业中称为矢车菊蓝。
世界上主要的蓝宝石产地有：喀什米尔、缅甸、泰国、锡兰、美国蒙坦那州、非洲、澳洲，我国有山东和福建。
其中喀什米尔的蓝宝石，颜色最好，是一级的蓝宝。
选购蓝宝石，首重颜色，墨蓝色或浅蓝色都较大受人欢迎，紫蓝色最好。
同时颜色要均匀，天然蓝宝石因常带有色带，成为蓝宝石特性之一。
同时蓝宝石的品质一般而言较红宝石干净很多。
也就是内部物比较少，所以对蓝宝的净度要求要高一点。
如果可用肉眼看见明显的内含混物，价值就会减低。
蓝宝石因产地多，产量也较多，所以价格不像红宝石那么高。
蓝宝石结晶较大，数十克拉的蓝宝石经常可见，不像红宝石很少超过十克拉的。
蓝宝石的肉眼鉴定：蓝宝石和红宝石是一对孪生兄妹，它们都是色美的宝石级刚玉。
区别在于它们在各自的生长过程中捕获的致色元素不同。
红宝石捕获了铬，所以呈现红色、粉红色。
蓝宝石捕获的是铁和钛。
由于铁和钛在每个宝石中的含量和比例不同，所以呈显出多种颜色，有蓝色、绿色、黄色、紫色、乃至无色。
为此，蓝宝石是除了红色红宝石之外各种颜色的宝石级刚玉。
当前市场上流通的蓝宝石和仿蓝宝石的品种较多，除不同产地的天然蓝宝石外，还有热扩散法优化蓝宝石、合成蓝宝石以及与蓝宝石相似的天然蓝色宝石。
它们的外观十分相似，需要认真加以鉴别。
用忠诚和德望来作为蓝宝石的象征，实在是恰当的。
那微带紫色的克什米尔蓝宝石，仿如一位长者，久经风尘却深沉而不失华丽，深深的矢车菊蓝自有德高望重的尊贵；而那种清澈清纯的斯里兰卡蓝宝石，如高原雨后天晴、蓝空万里，让人真实地感到天地的博大与深邃，淡淡的蓝更像一位刚从森林走入城市的村姑，让你一眼便能看出她内心的善良与纯情。
蓝宝石介绍
蓝宝石介绍蓝宝石是一种非常珍贵的宝石，它的透明度和颜色非常美丽，因此备受人们喜爱。
它的名字源自于希腊语“Sappheiros”，意为“蓝色的石头”。
下面是蓝宝石的介绍。
一、蓝宝石的种类1. 天然蓝宝石：天然蓝宝石是从地球上挖掘出来的宝石，它的颜色非常清晰、纯净、透明，具有非常高的价值。
2. 人造蓝宝石：人造蓝宝石是通过化学合成的方式制造出来的宝石，它的颜色和天然蓝宝石非常相似，但是价格相对较便宜。
3. 水晶蓝宝石：水晶蓝宝石是一种用水晶代替天然蓝宝石制作的宝石，它的价格相对较低，但是颜色和透明度不如天然蓝宝石。
二、蓝宝石的颜色蓝宝石的颜色是非常重要的，颜色越纯净、透明，价值越高。
蓝宝石的颜色主要有以下几种：1. 蓝色：蓝色是最常见的蓝宝石颜色，它的色调可以从浅蓝色到深蓝色不等。
2. 粉红色：粉红色的蓝宝石非常罕见，因此非常昂贵。
3. 黄色：黄色的蓝宝石非常罕见，因此价格非常高。
4. 紫色：紫色的蓝宝石也非常罕见，价格也非常高。
5. 绿色：绿色的蓝宝石较为常见，颜色鲜艳，价格也相对便宜。
三、蓝宝石的特点1. 硬度高：蓝宝石的硬度非常高，属于宝石中较为坚硬的一种，因此不容易划伤。
2. 密度大：蓝宝石的密度比较大，比水重，因此手感比较沉重。
3. 透明度高：蓝宝石的透明度非常高，可以透过光线，呈现出很美的颜色。
4. 耐高温：蓝宝石可以承受高温，不容易变色或者变形。
5. 耐化学腐蚀：蓝宝石具有很高的耐化学腐蚀性能，在常见的化学溶剂中不易受到腐蚀。
四、蓝宝石的应用1. 珠宝：蓝宝石是一种非常优美的宝石，常被用于珠宝首饰的制作。
2. 艺术品：蓝宝石还可以被用于艺术品的制作，例如雕塑、瓷器等。
3. 光学器件：蓝宝石具有很高的透明度，因此可以用于光学器件的制作。
4. 电子器件：蓝宝石还可以用于电子器件的制作，例如LED等。
5. 医疗器械：蓝宝石具有很高的化学稳定性和生物相容性，因此可以用于医疗器械的制作。
五、蓝宝石的保养1. 避免碰撞：蓝宝石虽然硬度高，但还是需要避免碰撞，避免石头表面被划伤或者磨损。
蓝宝石基本知识
蓝宝石基本知识1、蓝宝石介绍蓝宝石的组成为氧化铝(Al2O3)，是由三个氧原子和两个铝原子以共价键型式结合而成,其晶体结构为六方晶格结构.它常被应用的切面有A-Plane,C-Plane及R-Plane.由于蓝宝石的光学穿透带很宽,从近紫外光(190nm)到中红外线都具有很好的透光性.因此被大量用在光学元件、红外装置、高强度镭射镜片材料及光罩材料上，它具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性、熔点高（2045℃）等特点，它是一种相当难加工的材料，因此常被用来作为光电元件的材料。
目前超高亮度白/蓝光LED的品质取决于氮化镓磊晶(GaN)的材料品质，而氮化镓磊晶品质则与所使用的蓝宝石基板表面加工品质息息相关，蓝宝石(单晶Al2O3 )C面与Ⅲ-Ⅴ和Ⅱ-Ⅵ族沉积薄膜之间的晶格常数失配率小，同时符合GaN 磊晶制程中耐高温的要求，使得蓝宝石晶片成为制作白/蓝/绿光LED的关键材料.2、蓝宝石晶体的生长方法常用的有两种:1:柴氏拉晶法(Czochralski method),简称CZ法.先将原料加热至熔点后熔化形成熔汤，再利用一单晶晶种接触到熔汤表面，在晶种与熔汤的固液界面上因温度差而形成过冷。
于是熔汤开始在晶种表面凝固并生长和晶种相同晶体结构的单晶。
晶种同时以极缓慢的速度往上拉升，并伴随以一定的转速旋转，随着晶种的向上拉升，熔汤逐渐凝固于晶种的液固界面上，进而形成一轴对称的单晶晶锭.2:凯氏长晶法(Kyropoulos method),简称KY法,大陆称之为泡生法.其原理与柴氏拉晶法(Czochralskimethod)类似，先将原料加热至熔点后熔化形成熔汤，再以单晶之晶种(S eedCrystal，又称籽晶棒)接触到熔汤表面，在晶种与熔汤的固液界面上开始生长和晶种相同晶体结构的单晶，晶种以极缓慢的速度往上拉升，但在晶种往上拉晶一段时间以形成晶颈，待熔汤与晶种界面的凝固速率稳定后，晶种便不再拉升，也没有作旋转，仅以控制冷却速率方式来使单晶从上方逐渐往下凝固，最后凝固成一整个单晶晶碇.蓝宝石基片的原材料是晶棒,晶棒由蓝宝石晶体加工而成广大外延片厂家使用的蓝宝石基片分为三种:1:C-Plane蓝宝石基板这是广大厂家普遍使用的供GaN生长的蓝宝石基板面.这主要是因为蓝宝石晶体沿C轴生长的工艺成熟、成本相对较低、物化性能稳定,在C面进行磊晶的技术成熟稳定.2:R-Plane或M-Plane蓝宝石基板主要用来生长非极性/半极性面GaN外延薄膜,以提高发光效率.通常在蓝宝石基板上制备的GaN外延膜是沿c轴生长的，而c轴是GaN的极性轴，导致GaN基器件有源层量子阱中出现很强的内建电场，发光效率会因此降低，发展非极性面GaN外延，克服这一物理现象，使发光效率提高。
蓝宝石基本知识
蓝宝石基本知识1、蓝宝石介绍蓝宝石的组成为氧化铝(Al2O3)，是由三个氧原子和两个铝原子以共价键型式结合而成,其晶体结构为六方晶格结构.它常被应用的切面有A-Plane,C-Plane及R-Plane.由于蓝宝石的光学穿透带很宽,从近紫外光(190nm)到中红外线都具有很好的透光性.因此被大量用在光学元件、红外装置、高强度镭射镜片材料及光罩材料上，它具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性、熔点高（2045℃）等特点，它是一种相当难加工的材料，因此常被用来作为光电元件的材料。
目前超高亮度白/蓝光LED的品质取决于氮化镓磊晶(GaN)的材料品质，而氮化镓磊晶品质则与所使用的蓝宝石基板表面加工品质息息相关，蓝宝石(单晶Al2O3 )C面与Ⅲ-Ⅴ和Ⅱ-Ⅵ族沉积薄膜之间的晶格常数失配率小，同时符合GaN 磊晶制程中耐高温的要求，使得蓝宝石晶片成为制作白/蓝/绿光LED的关键材料.2、蓝宝石晶体的生长方法常用的有两种:1:柴氏拉晶法(Czochralski method),简称CZ法.先将原料加热至熔点后熔化形成熔汤，再利用一单晶晶种接触到熔汤表面，在晶种与熔汤的固液界面上因温度差而形成过冷。
于是熔汤开始在晶种表面凝固并生长和晶种相同晶体结构的单晶。
晶种同时以极缓慢的速度往上拉升，并伴随以一定的转速旋转，随着晶种的向上拉升，熔汤逐渐凝固于晶种的液固界面上，进而形成一轴对称的单晶晶锭.2:凯氏长晶法(Kyropoulos method),简称KY法,大陆称之为泡生法.其原理与柴氏拉晶法(Czochralskimethod)类似，先将原料加热至熔点后熔化形成熔汤，再以单晶之晶种(SeedC rystal，又称籽晶棒)接触到熔汤表面，在晶种与熔汤的固液界面上开始生长和晶种相同晶体结构的单晶，晶种以极缓慢的速度往上拉升，但在晶种往上拉晶一段时间以形成晶颈，待熔汤与晶种界面的凝固速率稳定后，晶种便不再拉升，也没有作旋转，仅以控制冷却速率方式来使单晶从上方逐渐往下凝固，最后凝固成一整个单晶晶碇.蓝宝石基片的原材料是晶棒,晶棒由蓝宝石晶体加工而成广大外延片厂家使用的蓝宝石基片分为三种:1:C-Plane蓝宝石基板这是广大厂家普遍使用的供GaN生长的蓝宝石基板面.这主要是因为蓝宝石晶体沿C轴生长的工艺成熟、成本相对较低、物化性能稳定,在C面进行磊晶的技术成熟稳定.2:R-Plane或M-Plane蓝宝石基板主要用来生长非极性/半极性面GaN外延薄膜,以提高发光效率.通常在蓝宝石基板上制备的GaN外延膜是沿c轴生长的，而c轴是GaN的极性轴，导致GaN基器件有源层量子阱中出现很强的建电场，发光效率会因此降低，发展非极性面GaN外延，克服这一物理现象，使发光效率提高。
蓝宝石成分
蓝宝石成分蓝宝石是一种独特的宝石，也是最为珍贵的宝石之一。
它的价值广受众多收藏家的追捧，也令它成为今日最贵重的宝石之一。
本文旨在深入了解蓝宝石的成分。
蓝宝石是一种硅酸盐族矿物，其化学式为AlO内嵌有微量的Ti （IV）和Fe（III）元素。
它的内部结构是长方型的结晶系统，由六方晶所形成，外部颜色取决于它内部所含有的元素组成。
如果内部含有大量的Ti（IV），它就会呈现出纯蓝色；如果内部含有大量的Fe （III），它就会呈现出深蓝色；如果内部含有较少的Ti（IV）和Fe （III），它就会呈现出皂白色。
此外，蓝宝石还含有其他成分，例如碳、磷、钙、铁、锰、铜、铅等轻元素。
它们可以通过X射线衍射法分析，从而确定其结构和成分的精确度。
在蓝宝石的X射线衍射分析中，可以检测到许多微细的细节，从而使其可以更好地识别出不同的蓝宝石种类。
蓝宝石的另一个主要成分是水晶体，其中可以形成几种复杂的水晶结构。
它们通常包括有偏磷酸钾、双钙氢磷酸钾、钠钙氢磷酸盐等。
从化学成分来看，它们可以添加到蓝宝石中，使其变得更加闪亮，而其中的钠和镁离子可以吸收光线，使蓝宝石散发出更加闪亮的光芒。
此外，水晶体可以提升蓝宝石的抗压性，使其能够更好地承受生活的磨损。
此外，蓝宝石中也含有一定量的金属离子，如钴，铜，铁，锰等离子，这些离子影响蓝宝石的色泽和质地，使蓝宝石显得更加闪亮耀眼。
此外，还有一些微量元素，如钙，磷，锶等，这些元素可以添加到蓝宝石中，使它更加美丽耀眼，耐磨损性更强。
从上面内容来看，蓝宝石的主要成分是AlO嵌入有微量的Ti（IV）和Fe（III）元素，添加了水晶体，以及一些微量的金属离子和元素，以及一定的结构等。
这些成分的组成决定了蓝宝石色泽闪光的效果，也是蓝宝石这种珍贵的宝石的最大特色。
所以，收藏家一定要把握蓝宝石成分，才能更好地判断其真伪。
蓝宝石所有知识
蓝宝石知识一．资源简介。
蓝宝石英文名称为Sapphire，源于拉丁文，意思是蓝色。
属于刚玉族矿物，三方晶系。
宝石界将红宝石之外的各色宝石级刚玉都称为蓝宝石。
二．化学性质及物理性质。
蓝宝石化学性质：主要成份为氧化铝（Al2O3），刚玉属他色矿物，纯净时无色透明，当晶体含有微量杂质元素时刻致色。
它还具有耐酸、耐碱、耐高温、导热、导电、化学性稳定等特征。
他的物理性质为：属三方晶系。
晶体形态常呈筒状、柱状、少数呈板状或叶状。
摩氏硬度为9度，仅此钻石。
蓝宝石常见的颜色为蓝色、黄色、亦有绿色、橙色、紫色和褐色及上述颜色的过渡颜色，属高档宝石。
同钻石、红宝石、祖母绿、金绿猫眼宝石并称世界五大名贵宝石，位居第三位。
三．晶体特征。
属三方晶系。
晶体形态常呈筒状、短柱状、板状等，几何体多为粒状或致密块状。
透明至半透明，玻璃光泽。
折光率1.76-1.77，双折射率0.008，二色性强。
非均质体。
有时具有特殊的光学效应-星光效应。
硬度为9，密度3.95-4.1克/立方厘米。
无解理，裂理发育。
在一定的条件下，有的蓝宝石可以产生美丽的六射星光，被称为"星光蓝宝石"，也有猫眼效应。
四．价值表现。
蓝宝石的价值主要体现在三个方面：历史价值、市场价值和收藏价值。
比如：蓝宝石因其颜色反映了每天不同时期天空的深蓝颜色而得到“天国之石”的美称，早在古埃及、古希腊和古罗马，蓝宝石就被用来装饰清真寺、教堂和寺院，并作为宗教仪式的贡品。
在现代，它也代表不朽爱情的见证，其次，蓝宝石有一定的收藏价值，有人把蓝宝石收藏起来，等待它的增值。
五．赋予的内涵。
在现代，美丽的蓝宝石以诱人的颜色，给人们带来了无限神秘的遐想，同时也是人们婚礼的最佳礼物，也是流行的订婚戒指。
它寄托着人们对婚姻的幸福和对未来的期望。
六．产品的寓意。
它是忠诚、坚贞、慈爱、诚实、成功和财富的象征，它被定为结婚5周年和45周年的珍贵纪念宝石，作为爱的见证，蓝宝石是九月份的诞生石，它也不逊色于其他宝石，与红宝石有“姊妹宝石”之称。
蓝宝石特性
1.2 蓝宝石晶体成分与一般性质蓝宝石晶体是纯净氧化铝最基本的单晶形态。
化学成分是三氧化二铝(A12O3),晶型为α- A12O3，分子量为101.9612，在20℃时的密度为3.98克/毫升。
蓝宝石的化学性能非常稳定，一般不溶于水和酸、碱腐蚀，只有在高温下（300℃以上）可被氢氟酸（HF）、磷酸（H3PO4）和熔化的氢氧化钾（KOH）所腐蚀。
蓝宝石的硬度很高，仅次于金刚石。
它具有很好的透光性、热传导性和电气绝缘性，力学性能也很好。
蓝宝石的熔点为2050℃，沸点为3500℃，最高工作温度约1900℃。
1.3蓝宝石的晶体结构蓝宝石晶体（α- A12O3）是一种简单配位型氧化物晶体，属六方晶系，其晶格常数为：a=b=0.4785nm，c=1.2991nm，α=β=90°,γ= 120°[6] ,蓝宝石C面与Ⅲ-Ⅴ和Ⅱ-Ⅵ族沉积薄膜之间的晶格常数失配率小（与GaN之间失配率小于4％）蓝宝石晶体不同取向面的图形如下：2图1：蓝宝石晶体结构侧面图[7]图2：蓝宝石晶体切面图[8]图3：A12O3的分子结构图[7]图4：蓝宝石晶体结构上视图[7]3图5：蓝宝石结晶面示意图[8]在蓝宝石的应用上，有三个方向面是较为重要的。
即C面——（0001）面，r面——（1-102）和a面——（10-10），图5表示出了蓝宝石晶体结构的表示法及重要的方向。
下表表示蓝宝石晶体的一些物理性质：表1 氧化铝(Al2O3)特性表分子式Al2O3密度 3.95-4.1 g/cm3晶体结构六方晶格晶格常数 a =4.758Å , c =12.991Å单位晶胞中的分子数 2莫氏硬度9 (仅次于钻石:10)熔点2050 ℃沸点3500 ℃热膨胀系数 5.8×10-6 /K比热0.418 W.s/g/k热导率25.12 W/m/k (@ 100℃)折射率no =1.768 ne =1.760dn/dt 13x10 -6 /K(@633nm)透光特性T≈80% (0.3～5μm)介电常数11.5(∥c), 9.3(⊥c)1.4 蓝宝石晶体的重要性质1.4.1 蓝宝石的热学性质1.4.1.1蓝宝石的热膨胀系数蓝宝石的热膨胀性能具有各向异性的特点，其热膨胀系数随温度的变化如下： 4图6：蓝宝石晶体热膨胀系数与温度之间的关系[9]从图中可以看出，无论平行于C方向还是垂直于C方向，它的热膨胀系数都不太大，相差也较小。
蓝宝石总结
蓝宝石总结1. 简介蓝宝石（Sapphire）是一种贵重的宝石材料，以其深蓝色和耐磨性而闻名。
这种宝石属于矿物质宝石，与红宝石是同一种矿物，均属于铝酸盐矿物质。
蓝宝石主要用于珠宝和首饰制作，也用于科学仪器等高精密设备的玻璃窗口和激光技术。
2. 源产地蓝宝石的主要产地包括缅甸、斯里兰卡、泰国、澳大利亚和巴西等国家。
其中，缅甸产的蓝宝石被视为最优质的蓝宝石，因其深蓝色和艳丽的色泽而备受珍爱。
3. 特性和属性蓝宝石的常见特性和属性如下：•颜色：蓝宝石的颜色多样，从浓烈的中蓝色到浅蓝色、绿蓝色和紫蓝色等。
传统上，深蓝色被视为最有价值的颜色。
•硬度：蓝宝石的硬度为9，仅次于钻石，在宝石中属于相对较硬的品种。
•折射率：蓝宝石的折射率为1.76至1.77，具有较高的折射率，使得宝石具有良好的折射和反射性能。
•透明度：蓝宝石常常具有良好的透明度，光线在其内部能够得到很好的传播。
然而，也有一些蓝宝石含有包裹物或内部晶体，导致其透明度稍差。
4. 处理和加工蓝宝石在市场上经常经过各种处理和加工，以提升其色彩和纯度。
常见的处理方法包括热处理、漂白和填充等。
•热处理：通过加热蓝宝石可以改善其颜色和透明度。
加热处理通常会在高温环境下进行，有时会添加其他成分以产生所需的颜色效果。
•漂白：在某些情况下，蓝宝石可能因为其内部的不纯物质而显得不那么透明。
漂白是一种常见的处理方法，通过去除或减少这些不纯物质，以提升宝石的透明度和光泽度。
•填充：填充是一种常见的处理方法，用于修复和填补蓝宝石内部的裂纹和缺陷。
这种方法可以增加宝石的透明度和减少裂纹的可见性。
需要注意的是，经过处理和加工的蓝宝石通常会在市场上以较低的价格销售，因此在购买时需仔细辨别。
5. 用途蓝宝石主要用于珠宝和首饰制作，因为其深蓝色被视为高贵和优雅的象征。
常见的蓝宝石珠宝制品包括戒指、项链、耳环和手链等。
此外，蓝宝石也用于制作蓝宝石玻璃窗口和科学仪器中的光学部件。
蓝宝石具有良好的光学性能和耐磨性，因此在一些应用场景中也得到了广泛的应用。
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蓝宝石基本知识1、蓝宝石介绍蓝宝石的组成为氧化铝(Al2O3)，是由三个氧原子和两个铝原子以共价键型式结合而成,其晶体结构为六方晶格结构.它常被应用的切面有A-Plane,C-Plane及R-Plane.由于蓝宝石的光学穿透带很宽,从近紫外光(190nm)到中红外线都具有很好的透光性.因此被大量用在光学元件、红外装置、高强度镭射镜片材料及光罩材料上，它具有高声速、耐高温、抗腐蚀、高硬度、高透光性、熔点高（2045℃）等特点，它是一种相当难加工的材料，因此常被用来作为光电元件的材料。
目前超高亮度白/蓝光LED的品质取决于氮化镓磊晶(GaN)的材料品质，而氮化镓磊晶品质则与所使用的蓝宝石基板表面加工品质息息相关，蓝宝石(单晶Al2O3 )C面与Ⅲ-Ⅴ和Ⅱ-Ⅵ族沉积薄膜之间的晶格常数失配率小，同时符合GaN 磊晶制程中耐高温的要求，使得蓝宝石晶片成为制作白/蓝/绿光LED的关键材料.2、蓝宝石晶体的生长方法常用的有两种:1:柴氏拉晶法(Czochralski method),简称CZ法.先将原料加热至熔点后熔化形成熔汤，再利用一单晶晶种接触到熔汤表面，在晶种与熔汤的固液界面上因温度差而形成过冷。
于是熔汤开始在晶种表面凝固并生长和晶种相同晶体结构的单晶。
晶种同时以极缓慢的速度往上拉升，并伴随以一定的转速旋转，随着晶种的向上拉升，熔汤逐渐凝固于晶种的液固界面上，进而形成一轴对称的单晶晶锭.2:凯氏长晶法(Kyropoulos method),简称KY法,大陆称之为泡生法.其原理与柴氏拉晶法(Czochralskimethod)类似，先将原料加热至熔点后熔化形成熔汤，再以单晶之晶种(SeedC rystal，又称籽晶棒)接触到熔汤表面，在晶种与熔汤的固液界面上开始生长和晶种相同晶体结构的单晶，晶种以极缓慢的速度往上拉升，但在晶种往上拉晶一段时间以形成晶颈，待熔汤与晶种界面的凝固速率稳定后，晶种便不再拉升，也没有作旋转，仅以控制冷却速率方式来使单晶从上方逐渐往下凝固，最后凝固成一整个单晶晶碇.蓝宝石基片的原材料是晶棒,晶棒由蓝宝石晶体加工而成广大外延片厂家使用的蓝宝石基片分为三种:1:C-Plane蓝宝石基板这是广大厂家普遍使用的供GaN生长的蓝宝石基板面.这主要是因为蓝宝石晶体沿C轴生长的工艺成熟、成本相对较低、物化性能稳定,在C面进行磊晶的技术成熟稳定.2:R-Plane或M-Plane蓝宝石基板主要用来生长非极性/半极性面GaN外延薄膜,以提高发光效率.通常在蓝宝石基板上制备的GaN外延膜是沿c轴生长的，而c轴是GaN的极性轴，导致GaN基器件有源层量子阱中出现很强的内建电场，发光效率会因此降低，发展非极性面GaN 外延，克服这一物理现象，使发光效率提高。
3:图案化蓝宝石基板(Pattern Sapphire Substrate简称PSS) 以成长(Growth)或蚀刻(Etching)的方式,在蓝宝石基板上设计制作出纳米级特定规则的微结构图案藉以控制LED之输出光形式，并可同时减少生长在蓝宝石基板上GaN之间的差排缺陷，改善磊晶质量，并提升LED内部量子效率、增加光萃取效率。
C-Plane蓝宝石基板是普遍使用的蓝宝石基板.1993年日本的赤崎勇教授与当时在日亚化学的中村修二博士等人，突破了InGaN 与蓝宝石基板晶格不匹配（缓冲层）、p 型材料活化等等问题后，终于在1993 年底日亚化学得以首先开发出蓝光LED.以后的几年里日亚化学以蓝宝石为基板,使用InGaN 材料,通过MOCVD 技术并不断加以改进蓝宝石基板与磊晶技术,提高蓝光的发光效率,同时1997年开发出紫外LED，1999年蓝紫色LED样品开始出货，2001年开始提供白光LED。
从而奠定了日亚化学在LED领域的先头地位.台湾紧紧跟随日本的LED技术,台湾LED的发展先是从日本购买外延片加工,进而买来MOCVD机台和蓝宝石基板来进行磊晶,之后台湾本土厂商又对蓝宝石晶体的生长和加工技术进行研究生产,通过自主研发,取得LED专利授权等方式从而实现蓝宝石晶体,基板,外延片的生产,外延片的加工等等自主的生产技术能力,一步一步奠定了台湾在LED上游业务中的重要地位.目前大部分的蓝光/绿光/白光LED产品都是以日本台湾为代表的使用蓝宝石基板进行MOCVD磊晶生产的产品.使得蓝宝石基板有很大的普遍性,以美国Cree公司使用SiC为基板为代表的LED产品则跟随其后以蚀刻(在蓝宝石C面干式蚀刻/湿式蚀刻)的方式,在蓝宝石基板上设计制作出微米级或纳米级的具有微结构特定规则的图案,藉以控制LED之输出光形式(蓝宝石基板上的凹凸图案会产生光散射或折射的效果增加光的取出率),同时GaN薄膜成长于图案化蓝宝石基板上会产生横向磊晶的效果,减少生长在蓝宝石基板上GaN之间的差排缺陷，改善磊晶质量，并提升L ED内部量子效率、增加光萃取效率。
与成长于一般蓝宝石基板的LED相比,亮度增加了70%以上.目前台湾生产图案化蓝宝石有中美矽晶、合晶、兆晶，兆达.蓝宝石基板中2/4英寸是成熟产品,价格逐渐稳定,而大尺寸(如6/8英寸)的普通蓝宝石基板与2英寸图案化蓝宝石基板处于成长期,价格也较高,其生产商也是主推大尺寸与图案化蓝宝石基板,同时也积极增加产能.目前大陆还没有厂家能生产出图案化蓝宝石基板.通常，C面蓝宝石衬底上生长的ＧａＮ薄膜是沿着其极性轴即ｃ轴方向生长的，薄膜具有自发极化和压电极化效应，导致薄膜内部(有源层量子阱)产生强大的内建电场，(Quantum C onfine Stark Effect, QCSE;史坦克效应)大大地降低了ＧａＮ薄膜的发光效率. 在一些非C面蓝宝石衬底(如R面或M 面)和其他一些特殊衬底(如铝酸锂;LiAlO2 )上生长的GaN薄膜是非极性和半极性的,上述由极化场引起的在发光器件中产生的负面效应将得到部分甚至完全的改善.传统三五族氮化物半导体均成长在c-plane 蓝宝石基板上，若把这类化合物成长于R-pl ane 或M-Plane上，可使产生的内建电场平行于磊晶层，以增加电子电洞对复合的机率。
因此，以氮化物磊晶薄膜为主的LE D结构成长R-plane 或M-Plane蓝宝石基板上，相比于传统的C面蓝宝石磊晶,将可有效解决LED内部量子效率效率低落之问题，并增加元件的发光强度。
最新消息据称非极性LED能使白光的发光效率提高两倍.由于无极性ＧａＮ具有比传统c轴ＧａＮ更具有潜力来制作高效率元件,而许多国际大厂与研究单位都加大了对此类磊晶技术的研究与生产.因此对于R-plane 或M-Plane 蓝宝石基板的需求与要求也是相应地增加外延片厂家因为技术及工艺的不同,对蓝宝石基板的要求也不同,比如厚度,晶向等.下面列出几个厂家生产的蓝宝石基板的一些基础技术参数(以成熟的C面2英寸蓝宝石基板为例子).更多的则是外延片厂家根据自身的技术特点以及所生产的外延片质量要求来向蓝宝石基板厂家定制合乎自身使用要求的蓝宝石基板.即客户定制化.分别为:A:台湾桃园兆晶科技股份有限公司B:台湾新竹中美矽晶制品制品股份有限公司C:美国Crystal systems 公司D:俄罗斯Cradley Crystals公司-Al2O3）又称白宝石，是世界上硬度仅次于金刚石的晶体材料。
其结构中的氧原子以接近HCP（hexagonal closed packed）的方式排列，其中氧原子间的八面体配位约有2/3的空隙是由铝原子所填充，由此使它具有强度、硬度高(莫氏硬度9)，耐高温(熔点达2050℃)、耐磨擦、耐腐蚀能力强，化学性质稳定，一般不溶于水，不受酸腐蚀，只有在高温下(3000C以上)才能为氢氟酸(HF)、磷酸(H2PO4)以及熔化的苛性钾(KOH)所侵蚀；且具有同氮化镓等半导体材料结合匹配性好、光透性能、电绝缘性能优良等一系列特性。
蓝宝石（蓝宝石单晶首先是作为红外窗口材料而提出。
因其具有优良的光学、机械、化学和电性能，特别是具有中波红外透过率高等特性，从0.190μm至5.5μm波段均具有很高的光学透过率，因此被广泛用作微波电子管介质材料，超声波传导元件，延迟线，波导激光器腔体及精密仪器轴承，天平刀口等光学元件以及红外军事装置、空间飞行器、高强度激光器的窗口材料。
以白宝石单晶片为绝缘衬底材料的SOS器件则具有高集成度、高速度、低功耗和抗辐射能力强等优点。
近年来民用手表的表面大量使用白蓝宝石，其特点是光洁度高、硬度高、耐磨损。
表1给出了蓝宝石单晶的基本性能。
表1 蓝宝石单晶材料基本性能晶体性能-Al2O3α化学式式量101.9612晶系六方晶系晶格常数及方向a=4.758Å(0001)，c=12.991Å空间群R3c单位晶胞中的分子数2光学性能m 0.14-6μ透过波段/m 1.713μ折射系数n 3m 1.677μ 4m 1.627μ 5m 0.0006μ3α吸收系数m 0.055μ 4m 0.92μ 5毫米波特性折射系数n 34GHz 3.056894GHZ 3.056834GHz 0.009α吸收系数94GHZ 0.02934GHz 0.0004δ损耗角正切tg 94GHZ 0.0005机械和热学性能密度/g/cm3 3.98硬度/kg.mm-2 2200熔点/℃2053沸点/℃2980断裂韧性/MPa.m1/2 2.0断裂强度/MPa 400杨氏模量/GPa 380热导率/W.m-1.K-1 24热膨胀系数/10-6.℃-1 8.8比热(J/g) 0.782热容(J/mol.K) 77泊松比0.27-0.29抗热冲击品质因子2.10.cm) 1014 电阻率(蓝宝石单晶作为一种优良透波材料，在紫外、可见光、红外波段、微波都具有良好的透过率，可以满足多模式复合制导（电视、红外成像、雷达等）的要求，在军事工业等领域被用作窗口材料及整流罩部件，在光电通讯领域作为重要的窗口材料使用。
蓝宝石材料可以生长制备大尺寸的单晶，其内部缺陷很少，没有晶界、孔隙等散射源，强度的损失很小，透波率很高，是目前透波部件的首选材料；此外，由于蓝宝石电绝缘、透明、易导热、硬度高，因此可以用来作为集成电路的衬底材料，可广泛用于发光二极管（LED）及微电子电路，从而替代高价的氮化硅衬底，制作超高速集成电路；可以做成光学传感器以及其它一些光学通信和光波导器件。
如高温高压或真空容器的观察窗、液晶显示投影仪的散热板、有害气体检测仪和火灾监测仪的窗口、光纤通讯接头盒等。
蓝宝石单晶制备的研究开始于19世纪末，1904年，法国人用熔焰法最先获得了较大尺寸的蓝宝石晶体，经过近百年的发展，制备蓝宝石单晶的技术日趋完善。
目前已有提拉法（C zochrolski）、熔焰法（Vernuil）坩锅移动法（Bridgman-Stockbarger)、温度梯度法（TGT）、导模法（EFG）、热交换法(H EM)、水平定向凝固法（GHK）、泡生法（GOI）等多种制备方法，而适于生长大尺寸蓝宝石单晶的技术主要有：热交换法、水平定向凝固法、泡生法及温度梯度法、及本项目所采用的冷心放肩微量提拉法等。