يعزز كريستال الياقوت المتقدم البصريات والإلكترونيات والأنظمة الحرارية

تخيل مادة صلبة مثل الألماس، وأكثر مقاومة للتآكل من معظم المعادن، مع وضوح بصري يضاهي الزجاج الفاخر، وقادرة على الحفاظ على الاستقرار في ظل الحرارة الشديدة. هذا هو كريستال الياقوت - مادة مصممة تجمع بين الخصائص الاستثنائية التي تغير الصناعات من البصريات والإلكترونيات إلى التكنولوجيا الطبية.

يتكون كريستال الياقوت كيميائيًا من أكسيد الألومنيوم (Al₂O₃)، وهو ليس حجرًا كريمًا تقليديًا بل هو بلورة مفردة عالية النقاء تنمو من خلال طرق اصطناعية. خصائصه الفيزيائية والكيميائية والبصرية والحرارية والكهربائية المتميزة تجعله الخيار الأمثل للتطبيقات الصعبة في مجالات متعددة.

يُظهر كريستال الياقوت ثباتًا كيميائيًا ملحوظًا، حيث يعمل بشكل استثنائي في البيئات المسببة للتآكل:

• هيكل غير مسامي: على عكس سيراميك الألومينا، يمنع الهيكل البلوري الكثيف للياقوت اختراق الشوائب والتآكل.
• مقاومة الطقس: يحافظ على الأداء والمظهر على الرغم من التعرض المطول للعناصر الطبيعية.
• مقاومة الترطيب: لا يتفاعل مع الماء، مما يمنع تدهور المواد.
• مقاومة التآكل: غير منفذ تقريبًا للمذيبات أو الأحماض في درجة حرارة الغرفة، على الرغم من أن حمض الفوسفوريك المركز والقلويات القوية قد يسببان تآكلًا طفيفًا عند 600 درجة مئوية - 800 درجة مئوية.

يحافظ الياقوت على الاستقرار في تطبيقات درجات الحرارة المرتفعة:

• نقطة الانصهار: 2053 درجة مئوية (3727 درجة فهرنهايت)
• أقصى درجة حرارة تشغيل: يحافظ على معظم الخصائص حتى 1800 درجة مئوية (3272 درجة فهرنهايت)
• التوصيل الحراري: 40 واط/متر·كلفن عند 25 درجة مئوية
• التمدد الحراري: 4.5×10⁻⁶/كلفن⁻¹ عند 25 درجة مئوية؛ 9.0×10⁻⁶/كلفن⁻¹ عند 1000 درجة مئوية (اتجاه 90 درجة)
• السعة الحرارية النوعية: 750 جول/كجم·كلفن عند 27 درجة مئوية

يوفر الياقوت نفاذية ممتازة عبر أطياف الأشعة فوق البنفسجية والمرئية وتحت الحمراء:

• معاملات الانكسار: 1.768 (الشعاع العادي، المحور C) و 1.760 (الشعاع الاستثنائي)
• الانكسار المزدوج: 0.008، مما يتيح تطبيقات الاستقطاب
• النفاذية: >85% لسماكة 0.1 مم عبر أطوال موجية 0.3-4.0 ميكرومتر
• أداء الأشعة تحت الحمراء: يحافظ على انتقال الأشعة تحت الحمراء الجيد للمكونات البصرية

تتفوق القوة الميكانيكية للياقوت في البيئات عالية الإجهاد:

• الصلابة: Mohs 9، Knoop 2000 كجم/مم² (في المرتبة الثانية بعد الألماس)
• قوة الانضغاط: 2.0 جيجا باسكال
• قوة الانحناء: 900 ميجا باسكال
• معامل يونغ: 400 جيجا باسكال عند 20 درجة مئوية
• صلابة الكسر: 2.0 ميجا باسكال·متر½

كمادة ركيزة إلكترونية، يوفر الياقوت:

• المقاومة النوعية للحجم: 10¹⁶ أوم·سم عند 25 درجة مئوية
• الثابت العازل: 9.4-11.6 (يعتمد على التردد)
• قوة العزل الكهربائي: >48 كيلو فولت/مم

تشمل الخصائص الهيكلية الرئيسية:

• الكثافة: 3.98 جم/سم³
• البنية البلورية: سداسية مع معلمات الشبكة a=4.748Å، c=12.957Å
• السرعة الصوتية: ~10 كم/ث

ملاحظة: قد تختلف خصائص الأداء بناءً على اتجاه البلورة والهندسة وجودة السطح. يجب أن يراعي اختيار المواد المناسبة متطلبات التطبيق المحددة.