藍(lán)寶石（高純單晶氧化鋁）是一種珍貴的材料，它因其極高的硬度、優(yōu)異的光學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性而廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，尤其是在光電子和半導(dǎo)體工業(yè)中。
首先，高純氧化鋁單晶藍(lán)寶石作為一種透明的材料，能夠作為窗口或透鏡來廣泛應(yīng)用于光學(xué)儀器、激光器和紅外線學(xué)等領(lǐng)域。在激光器中，它可以作為激光介質(zhì)，實現(xiàn)激光的增強和精密控制。這主要是因為高純氧化鋁單晶藍(lán)寶石具有非常高的光學(xué)透明度和折射率，可以幫助激光束快速傳播和調(diào)整，從而獲得更加精確和清晰的激光輸出。
其次，高純氧化鋁單晶藍(lán)寶石還可以用于制造LED和半導(dǎo)體器件。因為它具有優(yōu)異的電絕緣性、高溫穩(wěn)定性和生長性能，這些都是制造半導(dǎo)體器件必需的特征。例如，它可以作為半導(dǎo)體芯片的基底材料，用于制造藍(lán)寶石基LED。應(yīng)用藍(lán)寶石基LED的優(yōu)點之一是它可將短波長藍(lán)光轉(zhuǎn)換成其他顏色的光，如黃色或綠色，這使其成為高性能照明和顯示技術(shù)中的一種非常重要的材料。除此之外，高純氧化鋁單晶藍(lán)寶石還可以用于制造防刮刮板和表層保護(hù)涂層。這是由于其非常高的硬度和耐腐蝕性，使得它可以很好地保護(hù)表面免受如磨損、腐蝕和紫外線輻射等環(huán)境因素的影響。這些特性使其在精密加工、天文望遠(yuǎn)鏡和高檔鐘表等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。
最后，高純氧化鋁單晶藍(lán)寶石還在生物技術(shù)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。它可以用于制造微孔板和醫(yī)用器械等，在藥物篩選和診斷測試方面具有重要作用。此外，它還可用于制造生物芯片和突觸模型，為神經(jīng)科學(xué)和組織工程研究提供重要支持。
綜上所述，高純氧化鋁單晶藍(lán)寶石的應(yīng)用十分廣泛，覆蓋了許多領(lǐng)域，其中所包括的諸多功能和特性，成為許多高性能及高精度應(yīng)用領(lǐng)域中的理想選擇。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們可以預(yù)計高純氧化鋁單晶藍(lán)寶石的應(yīng)用將繼續(xù)擴展，并在未來的科技革命中扮演更為重要的角色。
隨著藍(lán)寶石在工業(yè)領(lǐng)域各方面的應(yīng)用，藍(lán)寶石的連接及其與金屬零件的連接需求也逐漸增加。
藍(lán)寶石與金屬連接技術(shù)是目前藍(lán)寶石走向?qū)嶋H應(yīng)用必須要解決的技術(shù)問題，藍(lán)寶石與金屬的連接方法有粘結(jié)、機械壓接、藍(lán)寶石與金屬焊接等工藝。藍(lán)寶石粘接結(jié)構(gòu)剪切強度較低、不能承受300℃以上高溫、結(jié)合界面易老化失效，嚴(yán)重影響藍(lán)寶石與金屬結(jié)構(gòu)件的可靠性和工作性能。藍(lán)寶石機械連接結(jié)構(gòu)容易使藍(lán)寶石斷裂和應(yīng)力損壞，氣密性也容易失效。所以藍(lán)寶石與金屬焊接工藝是目前解決藍(lán)寶石與金屬連接工藝的理想方法。在國外焊接工藝的藍(lán)寶石與金屬連接件已廣泛應(yīng)用于各種武器和先進(jìn)國防設(shè)備中，解決藍(lán)寶石與金屬焊接工藝迫在眉睫?，F(xiàn)在藍(lán)寶石與金屬焊接工藝主要由氧化物玻璃藍(lán)寶石與金屬焊接焊接、金屬熔接法、金屬釬焊等焊接工藝。氧化物玻璃焊接法金屬連接藍(lán)寶石與金屬時，結(jié)合界面脆性較大，焊接界面無法緩沖藍(lán)寶石與金屬熱膨脹系數(shù)差異對溫度變化帶來的應(yīng)力破壞，玻璃相焊料無法深入藍(lán)寶石內(nèi)部，只是以物理原理結(jié)合的粘合，接頭抗剪切強度較低；金屬熔接法工藝復(fù)雜、成本高昂、局部應(yīng)力較大、難以焊接較大面積的藍(lán)寶石與金屬連接結(jié)構(gòu)，容易出現(xiàn)裂紋和應(yīng)力失效。目前采用釬焊方法是連接陶瓷與金屬最為長用的方法之一。由于藍(lán)寶石的化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，普通釬料很難再藍(lán)寶石表面鋪展。目前釬焊藍(lán)寶石與金屬的方法主要分為兩類：一類是直接采用含有活性金屬元素的釬料進(jìn)行釬焊，稱之為活性焊接；另一種是先對藍(lán)寶石表面進(jìn)行金屬化處理，再使用常規(guī)釬料釬焊連接，稱為間接焊接。
1.3.1 活性焊接
采用活性焊接方法不需要在陶瓷表面進(jìn)行金屬化，但是所選用的釬料須含有活性元素，以利于釬料在藍(lán)寶石表面的潤濕?；钚院噶现谐Ｓ玫幕钚栽匕ǎ篢i、Zr、Cr、Ta、V等。目前，研究較多的活性釬料主要有Ag-Cu-Ti、Cu-Ti、Ag-Cu-Ti-Zr系。 目前，在陶瓷與金屬的連接中，Ag-Cu-Ti釬料的應(yīng)用最為廣泛。采用這種方法連接藍(lán)寶石與金屬，方法簡便，連接可靠，省時節(jié)能。但活性焊料焊接后很難滿足高真空環(huán)境的應(yīng)用，通常焊接件的氦質(zhì)譜檢漏只能達(dá)到10E-6PaM3/S的量級。
1.3.2 間接焊接法
首先對藍(lán)寶石表面進(jìn)行金屬化（即表面活化）處理，然后用釬料把金屬鍍層和金屬釬焊在一起。釬焊工藝中，陶瓷材料表面常用的金屬化方法有Mo-Mn法、化學(xué)鍍活化、離子鍍活化等。
Mo-Mn法的工藝過程為：將Mn O 2 與 Mo粉涂到陶瓷表面，在N 2 或H 2 氣氛中高溫?zé)Y(jié)，表面形成玻璃相，同時部分金屬氧化物被還原，產(chǎn)生金屬表面層。藍(lán)寶石是眼掛慮單晶，不存在晶界，不含玻璃相，采用高溫活化Mo-Mn法可以實現(xiàn)其金屬化，并能夠獲得非常滿意的封接效果。
