高纯度蓝宝石晶体（α-Al₂O₃）参数与应用指南

一、什么是蓝宝石？

蓝宝石（Sapphire，α‑Al₂O₃）是六方晶系单晶材料，集超高硬度、宽光谱透光、耐高温、抗腐蚀、高绝缘于一体，是高端光学、半导体、精密仪器与极端环境应用的核心基材。本产品采用泡生法 / 提拉法工艺制备，纯度高、缺陷少、均匀性好，符合 GB/T 30858‑2025 国标。

二、核心技术参数

1. 基础物理特性

• 化学式：α‑Al₂O₃（三氧化二铝）
• 晶系：六方晶系
• 密度：3.98 g/cm³
• 熔点：2050℃
• 莫氏硬度：9 级（仅次于金刚石）
• 断裂韧性：2.2 MPa・m½
• 位错密度：＜10⁴ 个 /cm²

  2. 光学特性

• 透光波段：0.17μm（深紫外）~5.5μm（中红外）
• 理论透过率：≥88%（未镀膜）
• 折射率（1.06μm）：No=1.768，Ne=1.760
• 双折射：0.008
• 表面粗糙度 Ra：≤0.3nm（超抛光级）
• 表面质量：40/20~60/40（MIL‑O‑13830A）

  3. 热学特性

• 导热系数：35~46 W/(m·K)
• 热膨胀系数：
  • 平行 C 轴：5.3×10⁻⁶ /℃
  • 垂直 C 轴：5.0×10⁻⁶ /℃

• 4. 化学特性

• 化学惰性：常温耐强酸、强碱、王水腐蚀
• 溶解性：仅高温下被 HF+H₂SO₄混合酸缓慢溶解
• 环保属性：符合 RoHS，无放射性、无毒

  
  三、主要应用场景

• 半导体领域：LED/GaN 外延衬底、激光二极管（LD）基片、超导薄膜衬底
• 红外光学：红外热像仪窗口、激光系统透镜 / 窗口、夜视仪镜片
• 精密仪器：光谱仪棱镜 / 窗口、干涉仪基片、高精度测量部件
• 消费电子：手机镜头盖、智能手表表镜、AR/VR 光学镜片
• 极端环境：航空航天整流罩、高温传感器窗口、石油钻探探测窗
• 工业加工：耐磨轴承、刀具、高压观察窗、半导体设备部件

  
  四、核心优势

• 超宽透光：覆盖紫外‑可见‑红外全波段，适配多光谱系统
• 极致耐磨：莫氏 9 级硬度，长期使用无划痕、保持光学精度
• 高温稳定：耐 2000℃+ 高温，抗热冲击，适配极端工况
• 超高纯度：杂质＜100ppm，光学均匀性好、无散射颗粒
• 精密加工：支持超抛光、镀膜、倒角、开槽、打孔等定制
• 批次稳定：尺寸、晶向、性能一致性高，适配工业化量产