Главная - Продукция - Оборудование роста кристаллов - Технологии выращивания кристаллов - Выращивание сапфировых изделий сложной формы

Выращивание сапфировых изделий сложной формы

Несмотря на очевидные преимущества монокристаллического сапфира для его использования в качестве материала для обтекателей систем наведения, сдерживающим фактором для замещения ранее применяемых материалов является высокая стоимость производственного цикла.


Наиболее распространенная технология получения состоит из трех последовательных этапов:

  • выращивание объемного слитка монокристаллического сапфира (продолжительность процесса до 10 дней),
  • вырезание заготовки необходимой формы и размера,
  • механическая обработка, включающая несколько стадий шлифовки и полировки.

Особенно трудоемкой операцией из-за чрезвычайной твердости сапфира является вырезание заготовки будущего изделия.


ФГУП ЭЗАН разработал технологию получения заготовок сапфировых полусферических обтекателей в форме близкой к готовому изделию. Технология основана на методе динамического формообразования. В этом методе рост кристалла происходит послойно с формообразователя, рабочая поверхность которого создает элементом формы поперечного сечения кристалла. Создавая относительные перемещения верхнего штока и формообразователя в ходе роста, можно получать полые кристаллы с программируемой формой боковой поверхности, что значительно снижает затраты на механическую обработку. Метод также обеспечивает чрезвычайно высокие скорости роста кристалла.


Для производства заготовок обтекателей была создана установка роста кристаллов «Кристаллизационный центр», обеспечивающая 5 степеней свободы перемещения кристалла и формообразователя. Уникальный программно-технический комплекс установки обеспечивает координацию работы приводов для получения изделия заданного профиля, автоматически поддерживает оптимальные параметры процесса кристаллизации.


В настоящий момент технология позволяет выращивать из расплава полые кристаллы с заданной формой боковой поверхности с поперечным размером до 130 мм и высотой до 200 мм.

Для производства обтекателя из полученной заготовки достаточно удалить механической обработкой слой толщиной не более 1 мм с внешней и внутренней сторон и провести финальную полировку, что существенно уменьшает стоимость изделия.


Обтекатели успешно прошли испытания на АОМЗ (Азовский оптико-механический завод) на предмет механических свойств и пропускания в инфракрасном диапазоне (3-5 мм) и миллиметровом (3мм) диапазоне.


Установка «Кристаллизационный центр», кристаллы сапфира полусферической формы, выращенные непосредственно из расплава на затравку (диаметр основания образцов - 110 – 115 мм, радиус кривизны внешней поверхности - 53 мм, толщина стенки изделия в радиальном направлении 3 – 4 мм) и готовые обтекатели с диаметром основания 100 мм, с различными радиусами кривизны поверхности