Saphir (Al2O3)
Saphir (Al2O3) ist ein einkristallines Aluminiumoxid (Al2O3) Mit einer Mohs-Härte von 9 ist es eines der härtesten Materialien. Aufgrund der extremen Härte von Saphir ist das Polieren mit Standardtechniken schwierig. Hochwertige Veredelungen auf Saphirglas sind nicht immer möglich. Da Saphir sehr langlebig ist und über eine gute mechanische Festigkeit verfügt, wird er immer dort als Fenstermaterial eingesetzt, wo Kratzfestigkeit erforderlich ist. Sein hoher Schmelzpunkt, die gute Wärmeleitfähigkeit und die geringe Wärmeausdehnung sorgen für eine hervorragende Leistung in Umgebungen mit hohen Temperaturen. Saphir ist chemisch inert und bei Temperaturen bis zu 1.000 °C gegenüber Wasser, üblichen Säuren und Laugen unlöslich. Es wird häufig in IR-Lasersystemen, in der Spektroskopie und in robusten Umgebungsgeräten eingesetzt.
Materialeigenschaften
Brechungsindex
1,755 bei 1,064 µm
Abbe-Zahl (Vd)
Gewöhnlich: 72,31, Außerordentlich: 72,99
Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE)
8,4 x 10-6 /K
Wärmeleitfähigkeit
0,04 W/m/K
Mohs-Härte
9
Dichte
3,98 g/cm3
Gitterkonstante
a=4,75 A; c=12,97A
Schmelzpunkt
2030℃
Übertragungsregionen und Anwendungen
| Optimale Übertragungsreichweite | Ideale Anwendungen |
| 0,18 - 4,5 μm | Wird häufig in IR-Lasersystemen, in der Spektroskopie und in robusten Umgebungsgeräten verwendet |
Graph
Das rechte Diagramm zeigt die Transmissionskurve eines 10 mm dicken, unbeschichteten Saphirsubstrats
Tipps: Saphir ist leicht doppelbrechend. Allzweck-IR-Fenster werden normalerweise zufällig aus Kristall geschnitten. Für bestimmte Anwendungen, bei denen die Doppelbrechung ein Problem darstellt, wird jedoch eine Ausrichtung ausgewählt. Normalerweise liegt die optische Achse dabei im 90-Grad-Winkel zur Oberflächenebene und wird als „Null-Grad“-Material bezeichnet. Synthetischer optischer Saphir hat keine Färbung.
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