サファイアチューブは、単結晶酸化アルミニウム(Al₂O₃)から作られた精密に設計されたコンポーネントで、優れた硬度、光学的透明性、および化学的安定性を特徴としています。モース硬度9のサファイアは、ダイヤモンドに次ぐ硬度を持ち、耐摩耗性、耐食性、および高温に対する優れた耐性を提供します。これらのチューブは、光学的透明性と機械的耐久性を兼ね備えており、光学、半導体、レーザー、および過酷な産業環境における要求の厳しい用途に不可欠です。
サファイアチューブは、紫外線(UV)から赤外線(IR)波長(190 nm~5 μm)までの優れた光透過率を維持し、極端な条件下でも優れた構造的完全性を備えています。高い融点(約2050℃)と化学的慣性により、従来のガラスや石英材料が故障する場所でも信頼性の高い動作を保証します。
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サファイアチューブは通常、KY(Kyropoulos)またはEFG(Edge-defined Film-fed Growth)法を使用して成長させます。
KY法:高純度で大口径のサファイア結晶を生成し、内部応力を最小限に抑え、精密光学または真空用途に適しています。
EFG法:ほぼ正味形状の管状構造の直接成長を可能にし、歩留まりを向上させ、機械加工コストを削減します。
結晶成長後、サファイアチューブは、精密研削、ラッピング、および研磨を行い、正確な寸法、光学的透明性、および滑らかな内面と外面を実現します。最終製品は、外径、肉厚、および長さを顧客の要求に応じてカスタマイズできます。
| 項目 | パラメータ |
|---|---|
| 製品 | 透明サファイアチューブ |
| 製造方法 | KY(Kyropoulos) |
| 公称サイズ | OD 20 mm × ID 16 mm × L 60 mm |
| 標準許容差* | OD/ID ±0.05 mm(要求に応じて±0.02 mm); L ±0.20 mm(要求に応じて±0.05 mm) |
| 同心度/真直度* | ≤0.05 mm / ≤0.05 mm(60 mmあたり) |
| 端面 | バリ取り面取り; マットグラウンドまたは光学研磨 |
| オプションのコーティング | AR(カスタムバンド)、保護、防汚 |
| 結晶構造 | 六方晶(α-Al₂O₃) |
| 密度 | 3.97~3.98 g/cm³ |
| 融点 | 2053℃ |
| 推奨最大使用温度 | 約1600℃(空気中); 最大約1900~2000℃(不活性ガス/真空)** |
| 比熱(25℃) | 約0.75 J/(g・K) |
| 絶縁破壊強度 | 約48 MV/m |
| 誘電率(20℃) | 約9.3(MHzにて) |
| 誘電損失(20℃) | <1.4 × 10⁻⁴(MHzにて) |
| 体積抵抗率 | >1.0 × 10¹⁴ Ω・cm(20℃); 約1.0 × 10¹¹ Ω・cm(500℃) |
光学システム:レーザー、センサー、分光計デバイスの透明保護スリーブ、窓、またはビューポートとして使用されます。
半導体装置:真空チャンバー、ウェーハ処理システム、および高温反応器に最適です。
レーザー技術:レーザー伝送チューブ、ビームデリバリーチャネル、およびガスレーザーエンクロージャーとして機能します。
航空宇宙および防衛:高速カメラ、ミサイル誘導光学系、および環境モニタリング機器に適用されます。
医療および分析機器:生体適合性とUV透過性により、内視鏡検査、フローセル、および分光計に使用されます。
| 特性 | サファイア | 石英 | ガラス |
|---|---|---|---|
| 硬度 | ★★★★★ | ★★☆☆☆ | ★☆☆☆☆ |
| 最大使用温度 | 約2000℃ | 約1100℃ | 約600℃ |
| 光学範囲 | 190 nm~5 μm | 200 nm~3.5 μm | 400 nm~2 μm |
| 耐薬品性 | 優れています | 良好 | 普通 |
| 機械的強度 | 非常に高い | 中程度 | 低い |
Q1:サファイアチューブと石英チューブの違いは何ですか?
A:サファイアは、石英よりもはるかに硬く、耐熱性があります。また、より広い光透過範囲と高い機械的耐久性を提供し、過酷な環境に最適です。
Q2:サファイアチューブは真空または高圧下で使用できますか?
A:はい。高い圧縮強度と気密性により、サファイアチューブは真空または高圧条件下で非常に優れた性能を発揮します。
Q3:特定の光波長用のコーティングはありますか?
A:はい。反射防止(AR)、高反射(HR)、およびDLCコーティングを適用して、光学設計または耐久性のニーズに対応できます。
Q4:サファイアチューブは電気を通しますか?
A:いいえ。サファイアは優れた電気絶縁体であり、電子および高電圧用途に適しています。
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レーザーおよび光学システム用サファイアチューブEFG両面研磨
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