蓝宝石是什么材料？ 在半导体技术中

重要的技术晶体材料

蓝宝石的化学成分为三氧化二铝（Al2O3）。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。

各家厂商生长的蓝宝石都有一定的区别.在集成电路用途嘛,了解的比较少,

目前用在LED衬底和光学窗口以及耐磨场合的为主.

氧化锆(ZrO2)

自然界的氧化锆矿物原料,主要有斜锆石和锆英石.锆英石系火成岩深层矿物,颜色有淡黄、棕黄、黄绿等,比重4．6—4．7,硬度7．5,具有强烈的金属光泽,可为陶瓷釉用原料.

白色重质无定形粉末或单斜结晶.无臭.无味.在1100℃以上形成四方晶体,在1900℃以上形成立方晶体.一般常含有少量二氧化铪,与碳酸钠共熔生成锆酸钠,锆酸钠遇水能水解成氢氧化钠和几乎不溶于水的氢氧化锆.溶于2份硫酸和1份水的混合液中,微溶于盐酸和硝酸,慢溶于氢氟酸,几乎不溶于水.相对密度5.85.熔点2680℃.沸点4300℃.折光率2.2.半数致死量(小鼠,腹腔)37mg/kg.有刺激性.

碳化硅

碳化硅（SiC）是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成.碳化硅在大自然也存在罕见的矿物,莫桑石.碳化硅又称碳硅石.在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中,碳化硅为应用最广泛、最经济的一种.可以称为金钢砂或耐火砂.碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成.目前我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种,均为六方晶体,比重为3.20～3.25,显微硬度为2840～3320kg/mm2.

分子式为SiC,其硬度介于刚玉和金刚石之间,机械强度高于刚玉,可作为磨料和其他某些工业材料使用.工业用碳化硅于1891年研制成功,是最早的人造磨料.在陨石和地壳中虽有少量碳化硅存在,但迄今尚未找到可供开采的矿源.

纯碳化硅是无色透明的晶体.工业碳化硅因所含杂质的种类和含量不同,而呈浅黄、绿、蓝乃至黑色,透明度随其纯度不同而异.碳化硅晶体结构分为六方或菱面体的 α-SiC和立方体的β-SiC(称立方碳化硅).α-SiC由于其晶体结构中碳和硅原子的堆垛序列不同而构成许多不同变体,已发现70余种.β-SiC于2100℃以上时转变为α-SiC.碳化硅的工业制法是用优质石英砂和石油焦在电阻炉内炼制.炼得的碳化硅块,经破碎、酸碱洗、磁选和筛分或水选而制成各种粒度的产品.

碳化硅有黑碳化硅和绿碳化硅两个常用的基本品种,都属α-SiC.①黑碳化硅含SiC约95%,其韧性高于绿碳化硅,大多用于加工抗张强度低的材料,如玻璃、陶瓷、石材、耐火材料、铸铁和有色金属等.②绿碳化硅含SiC约97%以上,自锐性好,大多用于加工硬质合金、钛合金和光学玻璃,也用于珩磨汽缸套和精磨高速钢刀具.此外还有立方碳化硅,它是以特殊工艺制取的黄绿色晶体,用以制作的磨具适于轴承的超精加工,可使表面粗糙度从Ra32～0.16微米一次加工到Ra0.04～0.02微米.

碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好,除作磨料用外,还有很多其他用途,例如：以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁,可提高其耐磨性而延长使用寿命1～2倍；用以制成的高级耐火材料,耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好.低品级碳化硅（含SiC约85%）是极好的脱氧剂,用它可加快炼钢速度,并便于控制化学成分,提高钢的质量.此外,碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒.

碳化硅的硬度很大,具有优良的导热性能,是一种半导体,高温时能抗氧化.

氧化铝

又称三氧化二铝,分子量102,通常称为“铝氧”,是一种白色无定形粉状物,俗称矾土.

白色结晶性粉末.无臭.无味.质极硬.易吸潮而不潮解.溶于浓硫酸,缓慢溶于碱液中形成氢氧化物,几乎不溶于水及非极性有机溶剂.相对密度(d204)4.0.熔点约2000℃.

式量 101.96 amu 熔点 2303 K

沸点 3250 K

真密度 3.97 g/cm3

松装密度：0.85g/mL（325目~0）0.9g/mL（120目~325目）

晶体结构 三方晶系 (hex)

导电性 常温状态下不导电

热化学属性

ΔfH0liquid 1620.57 kJ/mol

ΔfH0solid 1675.69 kJ/mol

S0liquid,1 bar 67.24 J/mol·K

S0solid 50.9 J/mol·K

电解氧化铝

工业化大规模生产电解铝的主要工艺过程是一个熔盐电化学过程,用简单的化学式可表示如下：

熔盐电解

主反应：Al2O3+2C ——————→ 2Al+CO2↑+CO↑ （1）

阳极 960～990℃ 阴极

副反应：AlF3+C→Al+CF3 （2）

Na3AlF3+C →Al+NaF+CF4+F2 （3）

NaF+C → Na+CF4 （4）

工业范围：航空航天业、汽车业、消费品加工、铸造/压铸、OEM分销商、半导体工业等不同领域。

工艺范围：表面电镀、油漆，上釉和涂装聚四氟乙烯前的预处理；铝和合金制品去毛刺，去锅垢；模具清理；金属喷砂前预处理；干磨和湿磨；精密光学折射；矿物质，金属，玻璃和晶体的研磨；玻璃雕刻和油漆添加剂。

氧化铝分为煅烧氧化铝和普通工业氧化铝，煅烧氧化铝是生产仿古砖的必备原料，而工业氧化铝则可用于生产微晶石，在传统釉料中，氧化铝常用作增白。由于仿古砖和微晶石受到了市场青睐，氧化铝的用量也是逐年增长。

扩展资料：

高纯氧化铝是生产耐热、耐磨、耐腐产品的基本原料。高纯氧化铝的用途还在于用于透光性氧化铝烧结体、荧光体用载体、 特种气体用添加剂等等许多方面，适用范围十分的广泛。

蓝宝石（单晶氧化铝）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2000℃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。

高纯氧化铝多晶作为生物功能材料并应用于人体是1969年，高纯氧化铝精细陶瓷用于医学工程的有单晶体和烧结的多晶体两种。

参考资料：百度百科-氧化铝

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