Специалистами ЦНИИТМАШ усовершенствована технология выращивания искусственных сапфиров

В Государственном научном центре РФ ОАО НПО ЦНИИТМАШ (входит в машиностроительный дивизион Росатома – Атомэнергомаш) усовершенствована технология и модернизировано оборудование для выращивания искусственных монокристаллических сапфиров методом Степанова (EFG метод).

Руководитель научно-производственного центра монокристаллов и кристаллографических исследований ЦНИИТМАШ Дмитрий Семенов рассказал: «Существенной проблемой изготовления изделий из выращенных монокристаллических слитков сапфира методом Киропулоса является хрупкость материала в сочетании с его твердостью. Механическая обработка сапфира требует больших трудозатрат и расхода алмазного инструмента. При этом велики потери в отходы дорогостоящего исходного монокристаллического материала. Некоторые нужные технике сапфировые изделия вообще невозможно выполнить методами механической обработки. Проблему можно решить, задавая форму кристаллу еще на стадии роста. Физический принцип выращивания кристаллов заданной формы предложен советским ученым членом – корреспондентом Академии наук СССР А.В.Степановым еще в 1938 г. В ОАО НПО «ЦНИИТМАШ» технология выращивания изделий из синтетического монокристаллического сапфира получила свое развитие. В результате проведенных комплексных научно – исследовательских, технологических и конструкторских работ создана оптимальная конструкция тепловой технологической зоны, формообразующих устройств, узлов затравкодержателей и других основных элементов аппаратуры совместно с технологией рентабельного производства сапфировых изделий в виде лент для последующего изготовления защитных, смотровых и сканерных окон различных размеров».

Сапфир, благодаря уникальному сочетанию свойств (высокая твердость, прочность, температура плавления, химическая и радиационная стойкость, оптическая прозрачность), востребован практически во всех областях науки и техники. Обладая высокой износостойкостью и температурой плавления, изделия из него используется в качестве сканерных и защитных окон, смотровых окон (в т.ч. и для высокотемпературных печей), фильер для протяжки проволоки, наконечников измерительных щупов, сопел для пескоструйки и гидроабразивной резки, нитеводителей на ткацких фабриках. Высокие диэлектрические свойства в сочетании с радиационной стойкостью обуславливают применение сапфировых изоляторов и различных окон, в т.ч. и на атомных станциях. Из сапфира изготавливают режущий инструмент: скальпели для хирургии, резцы для чистового и тонкого точения алюминиевых и медных сплавов, ножи для резки бумаги в промышленных плоттерах. Химическая стойкость позволяет использовать сапфировые тигли, мензурки, капилляры, матрицы и пуансоны в «особо чистых» производствах. В настоящее время сапфиры нашли широкое применение как в оптике и микроэлектронике, так и при производстве различных окон, в т.ч. защитных окон для смартфонов и часовых стекол.

Источник: ОАО НПО "ЦНИИТМАШ"