用温度梯度技术(TGT)生长碳掺杂来增强和增韧蓝宝石晶体的方法研究

在室温下研究了具有不同碳浓度的碳掺杂蓝宝石晶体的机械性能。 目前的工作表明,通过碳掺杂显着提高了所生长晶体的断裂强度和断裂韧性,并且可见红外光学性能没有受到不利影响。 当掺杂碳的浓度为5x10(-3)时,断裂强度和断裂韧性分别平均增加到752 MPa和2.81 MPa.m(1/2),可见红外的透射率约为80% 。 晶体中适当的碳掺杂剂起清除离子的作用,对蓝宝石的裂纹产生了阻挡作用,从而提高了蓝宝石在室温下的断裂强度和断裂韧性。 然而,当碳掺杂剂过量时,由于从组合物偏析中生长出的碳夹杂物,机械性能和光学性能下降。