Forn de creixement de cristalls de safir KY Kyropoulos Mètode per a la producció de oblies de safir i finestres òptiques

Descripció breu:

Aquest equip de creixement de cristall de safir utilitza el mètode Kyropoulos (KY), líder internacional, dissenyat específicament per al creixement de monocristalls de safir de gran diàmetre i baix defecte. El mètode KY permet un control precís de l'arrossegament del cristall de sembra, la velocitat de rotació i els gradients de temperatura, permetent el creixement de cristalls de safir de fins a 300 mm de diàmetre a altes temperatures (2000-2200 °C). Els sistemes del mètode KY de XKH s'utilitzen àmpliament en la producció industrial d'oblies i finestres òptiques de safir de pla C/A de 2 a 12 polzades, aconseguint una producció mensual de 20 unitats. L'equip admet processos de dopatge (per exemple, dopatge de Cr³⁰ per a la síntesi de robí) i ofereix qualitat de cristall amb:

Densitat de dislocacions <100/cm²

Transmitància >85% a 400–5500 nm

Envia'ns un correu electrònic

Característiques

Principi de funcionament

El principi bàsic del mètode KY consisteix a fondre matèries primeres d'Al₂O₃ d'alta puresa en un gresol de tungstè/molibdè a 2050 °C. Es baixa un cristall sembra a la fosa, seguit d'una retirada controlada (0,5–10 mm/h) i rotació (0,5–20 rpm) per aconseguir un creixement direccional de monocristalls d'α-Al₂O₃. Les característiques principals inclouen:

• Cristalls de grans dimensions (màx. Φ400 mm × 500 mm)
• Safir de grau òptic de baixa tensió (distorsió del front d'ona <λ/8 a 633 nm)
• Cristalls dopats (per exemple, dopatge de Ti³⁰ per a safir estrellat)

Components bàsics del sistema

1. Sistema de fusió a alta temperatura
• Gresol compost de tungstè-molibdè (temperatura màxima 2300 °C)
• Escalfador de grafit multizona (control de temperatura de ±0,5 °C)

2. Sistema de creixement de cristalls
• Mecanisme de tracció servoaccionat (precisió de ±0,01 mm)
• Segell rotatiu de fluid magnètic (regulació de velocitat contínua de 0 a 30 rpm)

3. Control del camp tèrmic
• Control de temperatura independent de 5 zones (1800–2200 °C)
• Escut tèrmic ajustable (gradient de ±2 °C/cm)
• Sistema de buit i atmosfera
• 10⁻⁴ Pa d'alt buit
• Control de gas mixt Ar/N₂/H₂

4. Monitorització intel·ligent
• Monitorització del diàmetre del cristall en temps real per CCD
• Detecció multiespectral del nivell de fusió

Comparació de mètodes KY vs. CZ

Paràmetre	Mètode KY	Mètode CZ
Mida màxima del cristall	Φ400 mm	Φ200 mm
Taxa de creixement	5–15 mm/h	20–50 mm/h
Densitat de defectes	<100/cm²	500–1000/cm²
Consum d'energia	80–120 kWh/kg	50–80 kWh/kg
Aplicacions típiques	Finestres òptiques/oblies grans	Substrats/joies LED

Aplicacions clau

1. Finestres optoelectròniques
• Cúpules d'infrarojos militars (transmitància >85%@3–5 μm)
• Finestres làser UV (suporten una densitat de potència de 200 W/cm²)

2. Substrats semiconductors
• Oblies epitaxials de GaN (2–8 polzades, TTV <10 μm)
• Substrats SOI (rugositat superficial <0,2 nm)

3. Electrònica de consum
• Vidre de la coberta de la càmera del telèfon intel·ligent (duresa Mohs 9)
• Pantalles de rellotge intel·ligent (millora de la resistència a les ratllades 10×)

4. Materials especialitzats
• Òptica IR d'alta puresa (coeficient d'absorció <10⁻³ cm⁻¹)
• Finestres d'observació de reactors nuclears (tolerància a la radiació: 10¹⁶ n/cm²)

Avantatges de l'equip de creixement de cristalls de safir de Kyropoulos (KY)

L'equip de creixement de cristall de safir basat en el mètode Kyropoulos (KY) ofereix avantatges tècnics inigualables, posicionant-se com una solució d'avantguarda per a la producció a escala industrial. Els principals beneficis inclouen:

1. Capacitat de gran diàmetre: capaç de fer créixer cristalls de safir de fins a 300 mm de diàmetre, cosa que permet la producció d'alt rendiment d'oblies i components òptics per a aplicacions avançades com l'epitàxia de GaN i les finestres de grau militar.

2. Densitat de defectes ultrabaixa: aconsegueix densitats de dislocació <100/cm² mitjançant un disseny de camp tèrmic optimitzat i un control precís del gradient de temperatura, cosa que garanteix una integritat cristal·lina superior per als dispositius optoelectrònics.

3. Rendiment òptic d'alta qualitat: ofereix una transmitància superior al 85% en espectres visibles a infrarojos (400–5500 nm), fonamental per a finestres làser UV i òptiques infraroges.

4. Automatització avançada: Compta amb mecanismes de tracció servoaccionats (precisió de ±0,01 mm) i segells rotatius de fluid magnètic (control continu de 0 a 30 rpm), cosa que minimitza la intervenció humana i millora la consistència.

5. Opcions de dopatge flexibles: Admet la personalització amb dopants com Cr³⁰ (per al robí) i Ti³⁰ (per al safir estrellat), satisfent mercats de nínxol en optoelectrònica i joieria.

6. Eficiència energètica: L'aïllament tèrmic optimitzat (gresol de tungstè-molibdè) redueix el consum d'energia a 80–120 kWh/kg, competitiu amb mètodes de creixement alternatius.

7. Producció escalable: aconsegueix una producció mensual de més de 5.000 oblies amb temps de cicle ràpids (8-10 dies per a cristalls de 30-40 kg), validats per més de 200 instal·lacions globals.

8. Durabilitat de grau militar: Incorpora dissenys resistents a la radiació i materials resistents a la calor (suporten 10¹⁶ n/cm²), essencials per a aplicacions aeroespacials i nuclears.
Aquestes innovacions consoliden el mètode KY com a estàndard d'or per a la producció de cristalls de safir d'alt rendiment, impulsant avenços en comunicacions 5G, computació quàntica i tecnologies de defensa.

Serveis XKH

XKH ofereix solucions completes clau en mà per a sistemes de creixement de cristall de safir, que inclouen la instal·lació, l'optimització de processos i la formació del personal per garantir una integració operativa perfecta. Oferim receptes de creixement prevalidades (més de 50) adaptades a diverses necessitats industrials, cosa que redueix significativament el temps d'R+D dels clients. Per a aplicacions especialitzades, els serveis de desenvolupament personalitzat permeten la personalització de cavitats (Φ200–400 mm) i sistemes de dopatge avançats (Cr/Ti/Ni), que permeten components òptics d'alt rendiment i materials resistents a la radiació.

Els serveis de valor afegit inclouen el processament posterior al creixement, com ara el tall, la mòlta i el poliment, complementats per una gamma completa de productes de safir com ara oblies, tubs i peces en brut de pedres precioses. Aquestes ofertes abasten sectors que van des de l'electrònica de consum fins a l'aeroespacial. El nostre suport tècnic garanteix una garantia de 24 mesos i diagnòstics remots en temps real, cosa que garanteix un temps d'inactivitat mínim i una eficiència de producció sostinguda.