Peč za rast safirnih kristalov, metoda KY Kyropoulos za proizvodnjo safirnih rezin in optičnih oken

Peč za rast safirnih kristalov Metoda KY Kyropoulosa za proizvodnjo safirnih rezin in optičnih oken Izpostavljena slika

Kratek opis:

Ta oprema za rast safirnih kristalov uporablja mednarodno vodilno metodo Kyropoulos (KY), ki je posebej zasnovana za rast monokristalov safirja velikega premera z malo napakami. Metoda KY omogoča natančen nadzor nad vlečenjem semenskih kristalov, hitrostjo vrtenja in temperaturnimi gradienti, kar omogoča rast safirnih kristalov s premerom do 300 mm pri visokih temperaturah (2000–2200 °C). Sistemi KY metode podjetja XKH se pogosto uporabljajo v industrijski proizvodnji 2–12-palčnih safirnih rezin in optičnih oken v ravnini C/A, pri čemer dosegajo mesečno proizvodnjo 20 enot. Oprema podpira postopke dopiranja (npr. dopiranje s Cr³⁰ za sintezo rubinov) in zagotavlja kristalno kakovost z:

Gostota dislokacij <100/cm²

Prepustnost >85 % pri 400–5500 nm

Pošljite nam e-pošto

Značilnosti

Načelo delovanja

Osnovno načelo metode KY vključuje taljenje visoko čistih surovin Al₂O₃ v volframovem/molibdenskem lončku pri 2050 °C. V talino se spusti kristalni semenski kristal, čemur sledi nadzorovan odvzem (0,5–10 mm/h) in vrtenje (0,5–20 vrt/min), da se doseže usmerjena rast monokristalov α-Al₂O₃. Ključne značilnosti vključujejo:

• Kristali velikih dimenzij (maks. Φ400 mm × 500 mm)
• Nizkonapetostni optični safir (popačenje valovne fronte <λ/8 pri 633 nm)
• Dopirani kristali (npr. dopiranje Ti³⁰ za zvezdasti safir)

Osnovne sistemske komponente

1. Sistem za taljenje pri visokih temperaturah
• Kompozitni lonček iz volframa in molibdena (najvišja temperatura 2300 °C)
• Večconski grafitni grelec (nadzor temperature ±0,5 °C)

2. Sistem za rast kristalov
• Servo pogon vlečnega mehanizma (natančnost ±0,01 mm)
• Magnetno rotacijsko tesnilo (brezstopenjska regulacija hitrosti 0–30 vrt/min)

3. Nadzor toplotnega polja
• 5-conski neodvisni nadzor temperature (1800–2200 °C)
• Nastavljiv toplotni ščit (±2 °C/cm gradient)
• Sistem za vakuum in atmosfero
• 10⁻⁴ Pa visoki vakuum
• Nadzor mešanih plinov Ar/N₂/H₂

4. Inteligentno spremljanje
• Spremljanje premera kristala v realnem času s CCD-jem
• Večspektralno zaznavanje nivoja taline

Primerjava metod KY in CZ

Parameter	Metoda KY	Metoda CZ
Največja velikost kristala	Φ400 mm	Φ200 mm
Stopnja rasti	5–15 mm/h	20–50 mm/h
Gostota napak	<100/cm²	500–1000/cm²
Poraba energije	80–120 kWh/kg	50–80 kWh/kg
Tipične uporabe	Optična okna/velike rezine	LED substrati/nakit

Ključne aplikacije

1. Optoelektronska okna
• Vojaške IR kupole (prepustnost >85 % pri 3–5 μm)
• Okna UV laserja (prenesejo gostoto moči 200 W/cm²)

2. Polprevodniške podlage
• GaN epitaksialne rezine (2–8 palcev, TTV <10 μm)
• SOI substrati (hrapavost površine <0,2 nm)

3. Potrošniška elektronika
• Zaščitno steklo kamere pametnega telefona (trdota po Mohsovi lestvici 9)
• Zasloni pametnih ur (10-kratna izboljšava odpornosti proti praskam)

4. Specializirani materiali
• Visoko čista IR optika (absorpcijski koeficient <10⁻³ cm⁻¹)
• Okna za opazovanje jedrskega reaktorja (toleranca sevanja: 10¹⁶ n/cm²)

Prednosti opreme za rast safirnih kristalov Kyropoulos (KY)

Oprema za rast safirnih kristalov, ki temelji na metodi Kyropoulos (KY), ponuja neprimerljive tehnične prednosti, zaradi česar je vrhunska rešitev za industrijsko proizvodnjo. Ključne prednosti vključujejo:

1. Zmogljivost velikega premera: Zmožnost gojenja safirnih kristalov s premerom do 300 mm, kar omogoča visokozmogljivo proizvodnjo rezin in optičnih komponent za napredne aplikacije, kot sta epitaksija GaN in okna vojaškega razreda.

2. Ultra nizka gostota napak: Z optimizirano zasnovo toplotnega polja in natančnim nadzorom temperaturnega gradienta dosega gostote dislokacij <100/cm², kar zagotavlja vrhunsko integriteto kristalov za optoelektronske naprave.

3. Visokokakovostna optična zmogljivost: Zagotavlja prepustnost > 85 % v vidnem do infrardečem spektru (400–5500 nm), kar je ključnega pomena za okna UV laserjev in infrardečo optiko.

4. Napredna avtomatizacija: Ima servo gnane vlečne mehanizme (natančnost ±0,01 mm) in rotacijska tesnila z magnetno tekočino (brezstopenjsko krmiljenje od 0 do 30 vrt/min), kar zmanjšuje človeško posredovanje in izboljšuje doslednost.

5. Prilagodljive možnosti dopiranja: Podpira prilagoditev z dopanti, kot sta Cr³⁰ (za rubin) in Ti³⁰ (za zvezdasti safir), kar ustreza nišnim trgom optoelektronike in nakita.

6. Energetska učinkovitost: Optimizirana toplotna izolacija (volframov-molibdenski lonček) zmanjša porabo energije na 80–120 kWh/kg, kar je konkurenčno alternativnim metodam gojenja.

7. Prilagodljiva proizvodnja: Dosega mesečno proizvodnjo več kot 5000 rezin s hitrimi cikli (8–10 dni za 30–40 kg kristalov), kar je potrjeno z več kot 200 instalacijami po vsem svetu.

8. Vzdržljivost vojaškega razreda: Vključuje zasnove, odporne proti sevanju, in materiale, odporne proti vročini (vzdržijo 10¹⁶ n/cm²), kar je bistveno za vesoljsko in jedrsko industrijo.
Te inovacije utrjujejo metodo KY kot zlati standard za izdelavo visokozmogljivih safirnih kristalov, kar spodbuja napredek v komunikacijah 5G, kvantnem računalništvu in obrambnih tehnologijah.

Storitve XKH

XKH ponuja celovite rešitve na ključ za sisteme za rast safirnih kristalov, ki vključujejo namestitev, optimizacijo procesov in usposabljanje osebja za zagotavljanje nemotene operativne integracije. Ponujamo predhodno validirane recepte za rast (50+), prilagojene različnim industrijskim potrebam, kar strankam znatno skrajša čas raziskav in razvoja. Za specializirane aplikacije storitve razvoja po meri omogočajo prilagoditev votlin (Φ200–400 mm) in napredne sisteme dopiranja (Cr/Ti/Ni), ki podpirajo visokozmogljive optične komponente in materiale, odporne proti sevanju.

Storitve z dodano vrednostjo vključujejo obdelavo po rasti, kot so rezanje, brušenje in poliranje, dopolnjene s celotno paleto safirnih izdelkov, kot so rezine, cevi in obdelovalci dragih kamnov. Te ponudbe so namenjene sektorjem od potrošniške elektronike do letalske in vesoljske industrije. Naša tehnična podpora zagotavlja 24-mesečno garancijo in diagnostiko na daljavo v realnem času, kar zagotavlja minimalne izpade in trajnostno učinkovitost proizvodnje.