蓝宝石晶体的未来发展

蓝宝石晶体的未来发展

现在，让我们概括描述蓝宝石的近期未来。现在的合成宝石市场估计要超过60 亿美元。全世·界，生产出 300 吨红宝石和着色蓝宝石以及 100 吨蓝宝石。按照专家的看法，到 2008 年，全世·界合成晶体的市场将达到 113 亿美元；其中蓝宝石的比例将占到这个总值的四分之一。蓝宝石生产的增长率是非·常快的。我们可以期待在今后的 20 年，全世·界生产的蓝宝石将增长大约十倍。现在，蓝宝石的领·先生产者是美国和俄罗斯。在美国，蓝宝石晶体是由 Czochralski, Kyropoulos,HEM, 和 EFG 法来生成的。在俄罗斯，Kyropoulos 和 Stepanov 法占控制地位。在乌克兰和日本，蓝宝石的生产率在加速增长。中国正在努力冲击世·界市场。目前，在中国蓝宝石器件生产能力的年增长率是 20%。然而，这些产品的质量仍然是不能令人满意的。

从 2004 年开始，世·界蓝宝石市场出现矛盾的倾向。在过去的 5 年中，世·界蓝宝石生产的年增长为 10%，然而， 过去 2 年对蓝宝石材料和器件需求的平均增长已经超过了 15‐20%。同时，对材料本身质量和蓝宝石器件工作表面的技术要求已变得更为严格。

已经进行的分析表明蓝宝石生产发展zui重要的问题之一是所提供的晶体尺寸。这解释不仅是出于经济考虑，而且也是技术要求。需要大尺寸的蓝宝石晶体作为光学用途和口径为 600mm 和大于 600mm 作为航空窗口（在光谱的中波红外区域）。现在，大于 300mm 口径的窗口所使用的唯·一材料是 ZnSe。它的极·限强度达到 69 兆帕（每平方英寸 10,000 磅）。大尺寸的窗口要求厚度为 20mm 或更高，这样的厚度使得窗口非·常重并且昂贵。而且，它会产生本质上的光学散射。

与 ZnSe 窗相反，用蓝宝石制成的窗厚度大约在 5mm 而且完·全没有光学散射。正如zui近的研究所证明，为制造透明的装甲，直升机、专用车辆上必须有大面积(500 X 500 mm 和 1,000 X 1,000 mm) 的窗口，建立这种装甲的工程已经在美国、俄罗斯、乌克兰、捷克和其它国·家开始建设。厚度为 25‐35mm 的夹层式玻璃将与 100mm 厚的装甲玻璃相当。这种三明治式夹层玻璃的上层将含有蓝宝石的薄层意欲吸收绝大部分子弹的动能。这些能量的剩余部分将被玻璃和塑料层所吸收。

大尺寸蓝宝石晶体的生长是一个紧迫的问题。这种用途的要求是大型结晶装置，不仅提供高度完·美的晶体而且可以大量生产。这种装置的使用从根本上降·低了能源和材料的消耗，从而降·低成本。一个 30, 100, 200, 和甚zhi 500 kg 重的晶体比相同数量的小晶体更为有利可图。

因此，总的来说，在zui近的将来，蓝宝石与硅和锗一样，将会成为一种材料科学中的战略物资。蓝宝石工业的主要发展趋势将是提高晶体生长的尺寸和创建稳定获得大块蓝宝石的工艺技术。

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