ઉચ્ચ-શુદ્ધતા એલ્યુમિનાનો સૌથી મોટો ખરીદનાર: તમે નીલમ વિશે કેટલું જાણો છો?

નીલમ સ્ફટિકો 99.995% થી વધુ શુદ્ધતા ધરાવતા ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા એલ્યુમિના પાવડરમાંથી ઉગાડવામાં આવે છે, જે તેમને ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા એલ્યુમિના માટે સૌથી વધુ માંગ ક્ષેત્ર બનાવે છે. તેઓ ઉચ્ચ શક્તિ, ઉચ્ચ કઠિનતા અને સ્થિર રાસાયણિક ગુણધર્મો દર્શાવે છે, જે તેમને ઉચ્ચ તાપમાન, કાટ અને અસર જેવા કઠોર વાતાવરણમાં કાર્ય કરવા સક્ષમ બનાવે છે. તેઓ રાષ્ટ્રીય સંરક્ષણ, નાગરિક ટેકનોલોજી, માઇક્રોઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

ઉચ્ચ-શુદ્ધતાવાળા એલ્યુમિના પાવડરથી લઈને નીલમ સ્ફટિકો સુધી

૧નીલમના મુખ્ય ઉપયોગો 

સંરક્ષણ ક્ષેત્રમાં, નીલમ સ્ફટિકોનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે મિસાઇલ ઇન્ફ્રારેડ વિન્ડો માટે થાય છે. આધુનિક યુદ્ધ મિસાઇલોમાં ઉચ્ચ ચોકસાઇની જરૂર છે, અને આ જરૂરિયાતને પૂર્ણ કરવા માટે ઇન્ફ્રારેડ ઓપ્ટિકલ વિન્ડો એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે. કઠોર લડાઇ વાતાવરણ સાથે, હાઇ-સ્પીડ ફ્લાઇટ દરમિયાન મિસાઇલો તીવ્ર એરોડાયનેમિક ગરમી અને અસરનો અનુભવ કરે છે તે ધ્યાનમાં લેતા, રેડોમમાં ઉચ્ચ શક્તિ, અસર પ્રતિકાર અને રેતી, વરસાદ અને અન્ય ગંભીર હવામાન પરિસ્થિતિઓમાંથી ધોવાણનો સામનો કરવાની ક્ષમતા હોવી જોઈએ. નીલમ સ્ફટિકો, તેમના ઉત્તમ પ્રકાશ પ્રસારણ, શ્રેષ્ઠ યાંત્રિક ગુણધર્મો અને સ્થિર રાસાયણિક લાક્ષણિકતાઓ સાથે, મિસાઇલ ઇન્ફ્રારેડ વિન્ડો માટે એક આદર્શ સામગ્રી બની ગયા છે.

LED સબસ્ટ્રેટ્સ નીલમનો સૌથી મોટો ઉપયોગ દર્શાવે છે. ફ્લોરોસન્ટ અને ઉર્જા-બચત લેમ્પ્સ પછી LED લાઇટિંગને ત્રીજી ક્રાંતિ માનવામાં આવે છે. LED ના સિદ્ધાંતમાં વિદ્યુત ઉર્જાને પ્રકાશ ઉર્જામાં રૂપાંતરિત કરવાનો સમાવેશ થાય છે. જ્યારે પ્રવાહ સેમિકન્ડક્ટરમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે છિદ્રો અને ઇલેક્ટ્રોન ભેગા થાય છે, પ્રકાશના સ્વરૂપમાં વધારાની ઉર્જા મુક્ત કરે છે, જે આખરે રોશની ઉત્પન્ન કરે છે. LED ચિપ ટેકનોલોજી એપિટેક્સિયલ વેફર્સ પર આધારિત છે, જ્યાં વાયુયુક્ત પદાર્થો સબસ્ટ્રેટ પર સ્તર દ્વારા સ્તર જમા થાય છે. મુખ્ય સબસ્ટ્રેટ સામગ્રીમાં સિલિકોન સબસ્ટ્રેટ્સ, સિલિકોન કાર્બાઇડ સબસ્ટ્રેટ્સ અને નીલમ સબસ્ટ્રેટ્સનો સમાવેશ થાય છે. આમાં, નીલમ સબસ્ટ્રેટ્સ અન્ય બે કરતાં નોંધપાત્ર ફાયદા પ્રદાન કરે છે, જેમાં ઉપકરણ સ્થિરતા, પરિપક્વ તૈયારી તકનીક, દૃશ્યમાન પ્રકાશનું શોષણ ન કરવું, સારું પ્રકાશ ટ્રાન્સમિટન્સ અને મધ્યમ ખર્ચનો સમાવેશ થાય છે. ડેટા દર્શાવે છે કે 80% વૈશ્વિક LED કંપનીઓ નીલમનો ઉપયોગ તેમના સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી તરીકે કરે છે.

ઉપરોક્ત ઉપયોગો ઉપરાંત, નીલમ સ્ફટિકોનો ઉપયોગ મોબાઇલ ફોન સ્ક્રીન, તબીબી ઉપકરણો, ઘરેણાંની સજાવટ અને લેન્સ અને પ્રિઝમ જેવા વિવિધ વૈજ્ઞાનિક શોધ સાધનો માટે બારીની સામગ્રી તરીકે પણ થાય છે.

2. બજારનું કદ અને સંભાવનાઓ

નીતિ સહાય અને LED ચિપ્સના વિસ્તરતા એપ્લિકેશન દૃશ્યો દ્વારા પ્રેરિત, નીલમ સબસ્ટ્રેટની માંગ અને તેમના બજાર કદમાં બે-અંકની વૃદ્ધિ થવાની ધારણા છે. 2025 સુધીમાં, નીલમ સબસ્ટ્રેટનું શિપમેન્ટ વોલ્યુમ 103 મિલિયન ટુકડાઓ (4-ઇંચ સબસ્ટ્રેટમાં રૂપાંતરિત) સુધી પહોંચવાનો અંદાજ છે, જે 2021 ની તુલનામાં 63% વધારો દર્શાવે છે, જેમાં 2021 થી 2025 સુધી 13% ચક્રવૃદ્ધિ વાર્ષિક વૃદ્ધિ દર (CAGR) છે. નીલમ સબસ્ટ્રેટનું બજાર કદ 2025 સુધીમાં ¥8 બિલિયન સુધી પહોંચવાની ધારણા છે, જે 2021 ની તુલનામાં 108% વધારો છે, 2021 થી 2025 સુધી 20% CAGR સાથે. સબસ્ટ્રેટના "પૂર્વગામી" તરીકે, નીલમ સ્ફટિકોનું બજાર કદ અને વૃદ્ધિ વલણ સ્પષ્ટ છે.

3. નીલમ સ્ફટિકોની તૈયારી

૧૮૯૧માં, જ્યારે ફ્રેન્ચ રસાયણશાસ્ત્રી વર્ન્યુઇલ એ. એ કૃત્રિમ રત્ન સ્ફટિકો ઉત્પન્ન કરવા માટે જ્યોત સંલગ્ન પદ્ધતિની શોધ કરી, ત્યારથી કૃત્રિમ નીલમ સ્ફટિક વૃદ્ધિનો અભ્યાસ એક સદીથી વધુ સમય સુધી ચાલ્યો છે. આ સમયગાળા દરમિયાન, વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજીમાં પ્રગતિએ ઉચ્ચ સ્ફટિક ગુણવત્તા, સુધારેલા ઉપયોગ દર અને ઘટાડા ઉત્પાદન ખર્ચ માટેની ઔદ્યોગિક માંગને પહોંચી વળવા માટે નીલમ વૃદ્ધિ તકનીકોમાં વ્યાપક સંશોધન કર્યું છે. નીલમ સ્ફટિકો ઉગાડવા માટે વિવિધ નવી પદ્ધતિઓ અને તકનીકો ઉભરી આવી છે, જેમ કે ઝોક્રાલ્સ્કી પદ્ધતિ, કાયરોપોલોસ પદ્ધતિ, એજ-ડિફાઇન્ડ ફિલ્મ-ફેડ ગ્રોથ (EFG) પદ્ધતિ અને ગરમી વિનિમય પદ્ધતિ (HEM).

૩.૧ નીલમ સ્ફટિકો ઉગાડવા માટે ઝોક્રાલ્સ્કી પદ્ધતિ
૧૯૧૮માં ઝોક્રાલ્સ્કી જે. દ્વારા શરૂ કરાયેલી ઝોક્રાલ્સ્કી પદ્ધતિને ઝોક્રાલ્સ્કી તકનીક (સંક્ષિપ્તમાં Cz પદ્ધતિ) તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. ૧૯૬૪માં, પોલાડિનો AE અને રોટર BD એ સૌપ્રથમ નીલમ સ્ફટિકો ઉગાડવા માટે આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કર્યો. આજ સુધી, તેણે મોટી સંખ્યામાં ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા નીલમ સ્ફટિકો ઉત્પન્ન કર્યા છે. આ સિદ્ધાંતમાં કાચા માલને પીગળીને પીગળવાનો સમાવેશ થાય છે, પછી એક સ્ફટિક બીજને પીગળેલી સપાટીમાં ડૂબાડવામાં આવે છે. ઘન-પ્રવાહી ઇન્ટરફેસ પર તાપમાનના તફાવતને કારણે, સુપરકૂલિંગ થાય છે, જેના કારણે પીગળવું બીજની સપાટી પર ઘન બને છે અને બીજ જેવા જ સ્ફટિક માળખા સાથે એક સ્ફટિક ઉગાડવાનું શરૂ કરે છે. ચોક્કસ ગતિએ ફરતી વખતે બીજ ધીમે ધીમે ઉપર તરફ ખેંચાય છે. જેમ જેમ બીજ ખેંચાય છે, તેમ તેમ ઓગળવું ધીમે ધીમે ઇન્ટરફેસ પર ઘન બને છે, એક સ્ફટિક બનાવે છે. આ પદ્ધતિ, જેમાં ઓગળેલામાંથી સ્ફટિક ખેંચવાનો સમાવેશ થાય છે, તે ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા સિંગલ સ્ફટિકો તૈયાર કરવા માટેની સામાન્ય તકનીકોમાંની એક છે.

ઝોક્રાલ્સ્કી પદ્ધતિના ફાયદાઓમાં શામેલ છે: (1) ઝડપી વૃદ્ધિ દર, ટૂંકા સમયમાં ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા સિંગલ સ્ફટિકોનું ઉત્પાદન સક્ષમ બનાવે છે; (2) સ્ફટિકો ક્રુસિબલ દિવાલના સંપર્ક વિના ઓગળેલી સપાટી પર ઉગે છે, જે અસરકારક રીતે આંતરિક તાણ ઘટાડે છે અને સ્ફટિક ગુણવત્તામાં સુધારો કરે છે. જો કે, આ પદ્ધતિનો એક મુખ્ય ગેરલાભ એ છે કે મોટા વ્યાસના સ્ફટિકો ઉગાડવામાં મુશ્કેલી પડે છે, જે તેને મોટા કદના સ્ફટિકો ઉત્પન્ન કરવા માટે ઓછા યોગ્ય બનાવે છે.

૩.૨ નીલમ સ્ફટિકો ઉગાડવા માટે કાયરોપોલોસ પદ્ધતિ

૧૯૨૬માં કાયરોપોલોસ દ્વારા શોધાયેલ કાયરોપોલોસ પદ્ધતિ (જેને KY પદ્ધતિ તરીકે સંક્ષિપ્તમાં કહેવામાં આવે છે), તે ઝોક્રાલ્સ્કી પદ્ધતિ સાથે સમાનતા ધરાવે છે. તેમાં બીજ સ્ફટિકને ઓગળવાની સપાટીમાં ડૂબાડીને ધીમે ધીમે ઉપર તરફ ખેંચીને ગરદન બનાવવાનો સમાવેશ થાય છે. એકવાર ઓગળેલા-બીજ ઇન્ટરફેસ પર ઘનતા દર સ્થિર થઈ જાય, પછી બીજને ખેંચવામાં કે ફેરવવામાં આવતો નથી. તેના બદલે, ઠંડક દર નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે જેથી સિંગલ સ્ફટિક ઉપરથી નીચે તરફ ધીમે ધીમે ઘન બને, જે અંતે સિંગલ સ્ફટિક બનાવે છે.

કાયરોપોલોસ પ્રક્રિયા ઉચ્ચ ગુણવત્તા, ઓછી ખામી ઘનતા, મોટા અને અનુકૂળ ખર્ચ-અસરકારકતાવાળા સ્ફટિકોનું ઉત્પાદન કરે છે.

૩.૩ નીલમ સ્ફટિકો ઉગાડવા માટે એજ-ડિફાઇન્ડ ફિલ્મ-ફેડ ગ્રોથ (EFG) પદ્ધતિ
EFG પદ્ધતિ એક આકારની સ્ફટિક વૃદ્ધિ તકનીક છે. તેના સિદ્ધાંતમાં ઉચ્ચ-ગલન-બિંદુવાળા મેલ્ટને બીબામાં મૂકવાનો સમાવેશ થાય છે. કેશિલરી ક્રિયા દ્વારા મેલ્ટને બીબાની ટોચ પર ખેંચવામાં આવે છે, જ્યાં તે બીજ સ્ફટિકનો સંપર્ક કરે છે. જેમ જેમ બીજ ખેંચાય છે અને પીગળે છે તેમ તેમ એક જ સ્ફટિક બને છે. બીબાની ધારનું કદ અને આકાર સ્ફટિકના પરિમાણોને પ્રતિબંધિત કરે છે. પરિણામે, આ પદ્ધતિમાં ચોક્કસ મર્યાદાઓ છે અને તે મુખ્યત્વે ટ્યુબ અને U-આકારની પ્રોફાઇલ જેવા આકારના નીલમ સ્ફટિકો માટે યોગ્ય છે.

૩.૪ નીલમ સ્ફટિકો ઉગાડવા માટે ગરમી વિનિમય પદ્ધતિ (HEM)
મોટા કદના નીલમ સ્ફટિકો તૈયાર કરવા માટે ગરમી વિનિમય પદ્ધતિની શોધ ફ્રેડ શ્મિટ અને ડેનિસ દ્વારા 1967 માં કરવામાં આવી હતી. HEM સિસ્ટમમાં ઉત્તમ થર્મલ ઇન્સ્યુલેશન, ઓગળેલા અને સ્ફટિકમાં તાપમાન ઢાળનું સ્વતંત્ર નિયંત્રણ અને સારી નિયંત્રણક્ષમતા છે. તે પ્રમાણમાં સરળતાથી ઓછા વિસ્થાપન અને મોટા સાથે નીલમ સ્ફટિકો ઉત્પન્ન કરે છે.

HEM પદ્ધતિના ફાયદાઓમાં વૃદ્ધિ દરમિયાન ક્રુસિબલ, સ્ફટિક અને હીટરમાં હલનચલનની ગેરહાજરીનો સમાવેશ થાય છે, જે કાયરોપોલોસ અને ઝોક્રાલ્સ્કી પદ્ધતિઓ જેવી ખેંચાણ ક્રિયાઓને દૂર કરે છે. આ માનવ હસ્તક્ષેપ ઘટાડે છે અને યાંત્રિક ગતિને કારણે થતા સ્ફટિક ખામીઓને ટાળે છે. વધુમાં, થર્મલ તણાવ અને પરિણામે સ્ફટિક ક્રેકીંગ અને ડિસલોકેશન ખામીઓને ઘટાડવા માટે ઠંડક દરને નિયંત્રિત કરી શકાય છે. આ પદ્ધતિ મોટા કદના સ્ફટિકોના વિકાસને સક્ષમ બનાવે છે, ચલાવવા માટે પ્રમાણમાં સરળ છે, અને આશાસ્પદ વિકાસ સંભાવનાઓ ધરાવે છે.

નીલમ ક્રિસ્ટલ ગ્રોથ અને ચોકસાઇ પ્રોસેસિંગમાં ઊંડી કુશળતાનો ઉપયોગ કરીને, XKH સંરક્ષણ, LED અને ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક્સ એપ્લિકેશનો માટે તૈયાર કરાયેલ એન્ડ-ટુ-એન્ડ કસ્ટમ નીલમ વેફર સોલ્યુશન્સ પ્રદાન કરે છે. નીલમ ઉપરાંત, અમે સિલિકોન કાર્બાઇડ (SiC) વેફર્સ, સિલિકોન વેફર્સ, SiC સિરામિક ઘટકો અને ક્વાર્ટઝ ઉત્પાદનો સહિત ઉચ્ચ-પ્રદર્શન સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીની સંપૂર્ણ શ્રેણી પૂરી પાડીએ છીએ. અમે તમામ સામગ્રીમાં અસાધારણ ગુણવત્તા, વિશ્વસનીયતા અને તકનીકી સહાયની ખાતરી કરીએ છીએ, જે ગ્રાહકોને અદ્યતન ઔદ્યોગિક અને સંશોધન એપ્લિકેશનોમાં સફળતાપૂર્વક પ્રદર્શન પ્રાપ્ત કરવામાં મદદ કરે છે.