Monokristallines Aluminiumoxid, oft bezeichnet als “einkristallines Aluminiumoxid” oder einfach “Saphir” in manchen Zusammenhängen, ist eine Art Aluminiumoxid (Al₂O₃) das hat eine Single, kontinuierliche Kristallstruktur. Dies steht im Gegensatz zu polykristallinen Materialien, die aus zahlreichen kleinen kristallinen Regionen oder Körnern mit unterschiedlicher Ausrichtung bestehen.
Monokristallin Aluminiumoxid weist aufgrund seiner einzigartigen Kristallstruktur einzigartige Eigenschaften auf, einschließlich:
- Optische Klarheit: Monokristallines Aluminiumoxid ist in seiner reinen Form transparent und kann Licht über einen weiten Wellenlängenbereich übertragen, von Ultraviolett bis Infrarot. Dies macht es für Anwendungen wie Saphirfenster und Uhrengläser nützlich.
- Hohe Härte: Saphir-Ränge 9 auf der Mohs-Skala der Mineralhärte, Damit ist es eines der härtesten bekannten Materialien, nur von Diamant übertroffen.
- Thermische Stabilität: Monokristallines Aluminiumoxid hat einen hohen Schmelzpunkt und behält seine Festigkeit bei hohen Temperaturen.
- Chemische Resistenz: Saphir ist chemisch inert und reagiert nicht mit den meisten Säuren, Basen, und andere chemische Mittel.
- Elektrische Isoliereigenschaften: Monokristallines Aluminiumoxid ist ein ausgezeichneter elektrischer Isolator.
Aufgrund dieser Eigenschaften, Monokristallines Aluminiumoxid findet in verschiedenen Bereichen Anwendung, einschließlich:
- Elektronik: Substrate für einige Halbleiterbauelemente.
- Optik: Windows, Linsen, und optische Komponenten, insbesondere in rauen Umgebungen.
- Uhrenindustrie: Kratzfeste Zifferblätter.
- Medizinisch: Chirurgische Instrumente und Endoskopoptik.
Die üblicherweise zur Herstellung großer Saphir-Einkristalle verwendete Methode ist als Kyropoulos-Methode oder andere Techniken zur Massenkristallzüchtung bekannt.
