Descripción general

Los tubos de zafiro pulido son componentes de precisión fabricados con óxido de aluminio monocristalino (Al₂O₃, 99,99%), reconocidos por su excepcional dureza, inercia química y transparencia óptica. Después del crecimiento de cristales a alta temperatura (típicamente por el método KY o EFG), los tubos se rectifican y pulen meticulosamente para lograr superficies internas y externas similares a espejos. Este proceso mejora tanto el rendimiento óptico y precisión dimensional, lo que hace que los tubos de zafiro pulido sean ideales para aplicaciones ópticas, mecánicas y electrónicas exigentes.

Características del material

El zafiro (cristal único de Al₂O₃) es solo superado por el diamante en dureza (Mohs 9), ofreciendo una excelente resistencia al desgaste, alta resistencia a la compresión, y estabilidad térmica hasta 2000°C en entornos inertes. El material exhibe una amplia transmisión óptica desde el ultravioleta (UV) a través del espectro visible hasta el infrarrojo (IR) (190 nm – 5 µm), así como excelentes propiedades dieléctricas y baja expansión térmica, lo que garantiza la fiabilidad a largo plazo en condiciones adversas.

Proceso de fabricación

1. Crecimiento de cristales: La alúmina de alta pureza se funde y se convierte en un cristal único de zafiro utilizando las técnicas KY (Kyropoulos) o EFG (Crecimiento alimentado por película definida por bordes).

2. Corte y conformado: El cristal se corta y se da forma en tubos utilizando herramientas de diamante.

3. Rectificado y lapeado: El rectificado preciso garantiza un grosor de pared preciso y una geometría uniforme.

4. Pulido: El pulido químico-mecánico de varias etapas produce una alta claridad óptica y baja rugosidad superficial (Ra < 10 nm).

5. Inspección y limpieza: Cada tubo se somete a una inspección dimensional y óptica para cumplir con los estándares de grado semiconductor u óptico.

Aplicaciones

• Sistemas ópticos: Como manguitos protectores para fibra óptica, conjuntos láser y celdas espectroscópicas.

• Sistemas de semiconductores y vacío: Para cámaras de plasma, procesamiento de obleas y mirillas en entornos de alto vacío o corrosivos.

• Instrumentación de alta temperatura: Sirviendo como ventanas transparentes o aislantes en hornos, reactores o sistemas de imágenes térmicas.

• Equipos médicos y analíticos: En sensores, capilares y vías de flujo de alta pureza donde la resistencia química y la esterilizabilidad son esenciales.

• Aeroespacial y defensa: Como carcasas ópticas de alta durabilidad o recintos protectores expuestos a estrés y temperatura extremos.

Ventajas

• Las superficies pulidas ultrasuaves minimizan la dispersión de la luz y la contaminación.

• Excepcional resistencia química y a la corrosión, compatible con la mayoría de los ácidos y álcalis.

• Transmisión óptica superior en una amplia gama de longitudes de onda.

• Excelente resistencia mecánica y estabilidad dimensional a alta temperatura.

• Larga vida útil en entornos mecánicos, ópticos o químicos exigentes.

Especificaciones típicas

Preguntas frecuentes

P1: ¿Cuál es la diferencia entre los tubos de zafiro pulido y sin pulir?
A1: Los tubos de zafiro pulido tienen superficies ópticamente lisas para la transmisión de la luz y la reducción de la dispersión, mientras que los tubos sin pulir son mate y se utilizan principalmente con fines mecánicos o de aislamiento.

P2: ¿Se pueden personalizar los tubos de zafiro?
A2: Sí, las dimensiones, el acabado de la superficie, la orientación del cristal y la forma del extremo (plana, biselada, abovedada) se pueden adaptar a los requisitos específicos del proyecto.

P3: ¿Son los tubos de zafiro resistentes al choque térmico?
A3: Sí, el zafiro tiene una excelente resistencia al choque térmico en comparación con el vidrio o el cuarzo, lo que lo hace adecuado para fluctuaciones rápidas de temperatura.

P4: ¿Cómo se compara el zafiro con el cuarzo?
A4: El zafiro es significativamente más duro, más resistente a los arañazos y puede funcionar a temperaturas más altas que el cuarzo, aunque es más caro.