Cuptor de creștere a cristalelor de safir KY Kyropoulos Metoda pentru producerea de plachete de safir și ferestre optice

Scurtă descriere:

Acest echipament de creștere a cristalelor de safir utilizează metoda Kyropoulos (KY), lider la nivel internațional, special concepută pentru creșterea monocristalelor de safir cu diametru mare și defecte reduse. Metoda KY permite un control precis al extragerii cristalelor de însămânțare, al vitezei de rotație și al gradienților de temperatură, permițând creșterea cristalelor de safir cu diametrul de până la 300 mm la temperaturi ridicate (2000–2200°C). Sistemele XKH bazate pe metoda KY sunt utilizate pe scară largă în producția industrială de napolitane și ferestre optice de safir în plan C/A de 2–12 inci, atingând o producție lunară de 20 de unități. Echipamentul acceptă procese de dopare (de exemplu, doparea cu Cr³⁰ pentru sinteza rubinului) și oferă calitatea cristalelor cu:

Densitatea dislocațiilor <100/cm²

Transmitanță >85% la 400–5500 nm

Trimiteți-ne un e-mail

Caracteristici

Principiul de funcționare

Principiul de bază al metodei KY implică topirea materiilor prime Al₂O₃ de înaltă puritate într-un creuzet de tungsten/molibden la 2050°C. Un cristal de însămânțare este coborât în topitură, urmat de o retragere controlată (0,5–10 mm/h) și o rotație (0,5–20 rpm) pentru a obține o creștere direcțională a monocristalelor α-Al₂O₃. Caracteristicile cheie includ:

• Cristale de dimensiuni mari (max. Φ400 mm × 500 mm)
• Safir de calitate optică cu stres redus (distorsiune a frontului de undă <λ/8 la 633 nm)
• Cristale dopate (de exemplu, dopare cu Ti³⁰ pentru safir stelat)

Componentele sistemului de bază

1. Sistem de topire la temperatură înaltă
• Creuzet compozit tungsten-molibden (temperatură maximă 2300°C)
• Încălzitor din grafit multizonal (control al temperaturii ±0,5°C)

2. Sistem de creștere a cristalelor
• Mecanism de tragere acționat servo (precizie ±0,01 mm)
• Etanșare rotativă cu fluid magnetic (reglare continuă a vitezei 0–30 rpm)

3. Controlul câmpului termic
• Control independent al temperaturii pe 5 zone (1800–2200°C)
• Ecran termic reglabil (gradient ±2°C/cm)
• Sistem de vid și atmosferă
• 10⁻⁴ Pa vid înalt
• Controlul gazelor mixte Ar/N₂/H₂

4. Monitorizare inteligentă
• Monitorizare CCD în timp real a diametrului cristalului
• Detectarea multispectrală a nivelului de topire

Comparație a metodelor KY vs. CZ

Parametru	Metoda KY	Metoda CZ
Dimensiunea maximă a cristalului	Φ400 mm	Φ200 mm
Rata de creștere	5–15 mm/h	20–50 mm/h
Densitatea defectelor	<100/cm²	500–1000/cm²
Consum de energie	80–120 kWh/kg	50–80 kWh/kg
Aplicații tipice	Ferestre optice/plachete mari	Substraturi/bijuterii LED

Aplicații cheie

1. Ferestre optoelectronice
• Domuri IR militare (transmitanță >85%@3–5 μm)
• Ferestre laser UV (rezistente la o densitate de putere de 200 W/cm²)

2. Substraturi semiconductoare
• Napolitane epitaxiale de GaN (2–8 inci, TTV <10 μm)
• Substraturi SOI (rugozitate suprafață <0,2 nm)

3. Electronică de larg consum
• Sticlă de protecție pentru camera smartphone-ului (duritate Mohs 9)
• Afișaje pentru ceasuri inteligente (rezistență la zgârieturi îmbunătățită de 10×)

4. Materiale specializate
• Optică IR de înaltă puritate (coeficient de absorbție <10⁻³ cm⁻¹)
• Ferestre de observare pentru reactoare nucleare (toleranță la radiații: 10¹⁶ n/cm²)

Avantajele echipamentului de creștere a cristalelor de safir din Kyropoulos (KY)

Echipamentul de creștere a cristalelor de safir bazat pe metoda Kyropoulos (KY) oferă avantaje tehnice de neegalat, poziționându-l ca o soluție de ultimă generație pentru producția la scară industrială. Printre principalele beneficii se numără:

1. Capacitate de a produce cristale de safir cu diametrul de până la 300 mm, permițând producția de randament ridicat de napolitane și componente optice pentru aplicații avansate, cum ar fi epitaxia GaN și ferestrele de grad militar.

2. Densitate ultra-scăzută a defectelor: Atinge densități de dislocații <100/cm² prin design optimizat al câmpului termic și control precis al gradientului de temperatură, asigurând o integritate superioară a cristalului pentru dispozitivele optoelectronice.

3. Performanță optică de înaltă calitate: Oferă o transmitanță de >85% în spectrele vizibile până la infraroșu (400–5500 nm), esențială pentru ferestrele laser UV și optica în infraroșu.

4. Automatizare avansată: Dispune de mecanisme de tragere acționate prin servo (precizie de ±0,01 mm) și etanșări rotative cu fluid magnetic (control continuu de la 0 la 30 rpm), reducând la minimum intervenția umană și sporind consecvența.

5. Opțiuni flexibile de dopare: Acceptă personalizarea cu dopanți precum Cr³⁰ (pentru rubin) și Ti³⁰ (pentru safir stelat), adresându-se piețelor de nișă din optoelectronică și bijuterii.

6. Eficiență energetică: Izolația termică optimizată (creuzet din tungsten-molibden) reduce consumul de energie la 80–120 kWh/kg, fiind competitivă cu metodele alternative de creștere.

7. Producție scalabilă: Realizează o producție lunară de peste 5.000 de napolitane cu timpi de ciclu rapizi (8-10 zile pentru cristale de 30-40 kg), validați de peste 200 de instalații la nivel global.

8. Durabilitate de nivel militar: Include designuri rezistente la radiații și materiale rezistente la căldură (rezistente la 10¹⁶ n/cm²), esențiale pentru aplicații aerospațiale și nucleare.
Aceste inovații consolidează metoda KY ca standard de aur pentru producerea de cristale de safir de înaltă performanță, impulsionând progrese în comunicațiile 5G, calculul cuantic și tehnologiile de apărare.

Servicii XKH

XKH oferă soluții complete la cheie pentru sisteme de creștere a cristalelor de safir, care includ instalarea, optimizarea proceselor și instruirea personalului pentru a asigura o integrare operațională perfectă. Livrăm rețete de creștere prevalidate (peste 50) adaptate la diverse nevoi industriale, reducând semnificativ timpul de cercetare și dezvoltare pentru clienți. Pentru aplicații specializate, serviciile de dezvoltare personalizate permit personalizarea cavităților (Φ200–400 mm) și sisteme avansate de dopare (Cr/Ti/Ni), oferind suport pentru componente optice de înaltă performanță și materiale rezistente la radiații.

Serviciile cu valoare adăugată includ procesarea post-creștere, cum ar fi felierea, șlefuirea și lustruirea, completate de o gamă completă de produse din safir, cum ar fi napolitane, tuburi și semifabricate din pietre prețioase. Aceste oferte deservesc sectoare de la electronică de larg consum la aerospațială. Asistența noastră tehnică garantează o garanție de 24 de luni și diagnosticare de la distanță în timp real, asigurând timpi de nefuncționare minimi și o eficiență susținută a producției.