مقدمة إلى 7 أنواع من مواد العقيق الاصطناعي

العقيق عبارة عن مجموعة من معادن السيليكات التي استخدمت كأحجار كريمة ومواد كاشطة منذ العصر البرونزي. يمكن أن تكون الصيغة الكيميائية العامة للعقيق هي A3B2(SiO4)3، حيث يمثل A عنصرًا ثنائي التكافؤ، مثل المغنيسيوم والحديد والمنغنيز والكالسيوم وما إلى ذلك؛ أما B فهو عنصر ثلاثي التكافؤ مثل الألومنيوم والكروم والحديد وما إلى ذلك. وتشمل أنواع العقيق المختلفة البيرو البيروب (Mg3Al2(SiO4)3)، والأماندين (Fe3Al2(SiO4)3)، والسبيسارتين (Mn2+3Al2(SiO4)3)، والجروسلار (Ca3Al2(SiO4)3)، والأوفاروفيت (Ca3Cr2(SiO4)3)، والأندراديت (Ca3Fe2(SiO4)3)). ولكننا اليوم لا نتحدث عن هذه العقيق الطبيعي، بل عن العقيق الاصطناعي.

يُعرف العقيق الاصطناعي أيضًا باسم العقيق الأرضي النادر. تم توسيع البنية البلورية للعقيق من النموذج الأولي إلى أنواع أكثر تقدمًا. وبالمثل، يمكننا استخدام صيغة كيميائية عامة لوصفه A3B2(CO4)3. ويمثل A وB نفس العنصر ثنائي التكافؤ والعنصر ثلاثي التكافؤ كما هو موضح من قبل، بينما لا يمثل C السيليكون فقط، بل يمثل أيضًا عددًا كبيرًا من العناصر الأخرى، مثل الجرمانيوم والغاليوم والألومنيوم والفاناديوم والحديد.

في هذا المقال، سيكون لديك فهم أساسي لهذه الأنواع السبعة من العقيق الاصطناعي: عقيق التيربيوم الغاليوم (TGG)، وعقيق الألومنيوم تيربيوم سكانديوم (TSAG)، وعقيق الألومنيوم اللوتيتيتيوم المخدر بالسيريوم (Ce: وغارنيت الألومنيوم الغادولينيوم الغاليوم المطعّم بالسيريوم (Ce: GAGG )، وغارنيت الألومنيوم الإيتريوم المطعّم بالنيوديميوم (Nd: YAG)، وغارنيت الألومنيوم الإيتريوم المطعّم بالكروم (Cr4+:YAG )، وغارنيت الغادولينيوم الغاليوم (GGG).

عقيق التيربيوم الغاليوم (TGG)

عقيق غاليوم التيربيوم الغاليوم (TGG) هو نوع من العقيق الاصطناعي بتركيبة كيميائية من Tb3Ga5O12. يتميز TGG بميزة ثابت فيرديت الكبير، وخسائر بصرية منخفضة، وموصلية حرارية عالية، وعتبة تلف ليزر عالية. ويستخدم على نطاق واسع في العوازل الضوئية لأنظمة الليزر، والدوائر الضوئية لأنظمة الألياف الضوئية، والمعدلات الضوئية، وأجهزة استشعار المجال الحالي والمغناطيسي. كما أن البلورة الأحادية TGG هي أيضًا أفضل مادة مغناطيسية بصرية لصنع دوّار وعازل فاراداي، بطول موجي مناسب يتراوح بين 400-1100 نانومتر (باستثناء 470 نانومتر-500 نانومتر).

غارنيت ألومنيوم سكانديوم التيربيوم سكانديوم (TSAG)

عقيق الألومنيوم سكانديوم التيربيوم سكانديوم (TSAG) هو عقيق صناعيعديم اللون وشفاف للغاية مع التركيب الكيميائي ل Tb3Sc2Al3O12. ويتمتع بمزايا ثابت فيرديت العالي والخصائص الحرارية والميكانيكية الممتازة. ويُعدّ TSAG مادة عازلة رئيسية للجيل القادم من ليزر الألياف، وهو بلورة مغناطيسية مثالية مرئية وتحت الحمراء.

عقيق اللوتيتيوم والألومنيوم المخدر بالسيريوم (Ce:LuAG)

يُعدّ عقيق الألومنيوم اللوتيتيوم اللوتيتيوم المطعّم بالسيريوم (Ce:LuAG) متلألئ كثيف نسبياً يتميز بالكثافة العالية وزمن الاضمحلال السريع وعدم الاسترطاب والأداء الميكانيكي والكيميائي الجيد. كما أن Ce:LuAG مستقر ميكانيكيًا وكيميائيًا، ويمكن تشكيله آليًا في مجموعة متنوعة من الأشكال والأحجام بما في ذلك المنشورات، والكرات والألواح الرقيقة. يُعدّ Ce:LuAG مناسبًا لشاشات التصوير الرقيقة وأنظمة المسح الطبي ومسرعات الجسيمات عالية الطاقة وأجهزة الكشف عن الجسيمات عالية الطاقة وإضاءة الليزر والليد.

عقيق الغادولينيوم الغادولينيوم الغادولينيوم المخدّر بالسيريوم (Ce:GAGG)

غارنيت غادولينيوم الألومنيوم الغادولينيوم المخدّر بالسيريوم (Ce:GAGG) هو متلألئ بلوري أحادي البلورةجديد نسبياً ذو إنتاجية ضوئية عالية ودقة طاقة جيدة وعدد ذري فعال مرتفع واستجابة تلألؤ سريعة واستقرار كيميائي وصلابة وقدرة على النمو البلوري الكبير. وتُعد بلورة Ce: GAGG خيارًا جيدًا لتقنيات التصوير الطبي، مثل التصوير بالأشعة السينية والتصوير المقطعي المحوسب (CT) والتصوير المقطعي بالإصدار البوزيتروني (PET) والتصوير المقطعي المحوسب بإصدار فوتون واحد (SPECT).

عقيق الإيتريوم والألومنيوم المطعمة بالنيوديميوم (Nd:YAG)

عقيق الألومنيوم الإيتريوم والألومنيوم المطعّم بالنيوديميوم (Nd:YAG) هو بلورة اصطناعية تتكون من النيوديميوم وألومنيوم الإيتريوم والأكسجين مع الصيغة الكيميائية Nd:Y3Al5O12. وهي بلورة الليزر الأقدم والأكثر شهرة والأكثر استخداماً على نطاق واسع. تتمتع Nd: YAG بامتصاص بصري جيد نسبيًا وكفاءة تحويل بصرية جيدة، وعتبة منخفضة للإضاءة وتبديد حراري جيد للتشغيل عالي الطاقة. إنها مادة عمل الليزر المفضلة التي تستخدم على نطاق واسع في الليزر الطبي والصناعي، مثل آلات الوسم بالليزر وآلات القطع وأدوات العلاج بالليزر وأدوات التجميل.

عقيق الإيتريوم والألومنيوم المخدر بالكروم (Cr4+: YAG)

عقيق الألومنيوم الإيتريوم والألومنيوم المطعّم بالكروم (Cr4+:YAG) عبارة عن بلورة صيغتها الكيميائية Cr4+:Y3Al5O12. هذه البلورة مستقرة كيميائياً ومقاومة للأشعة فوق البنفسجية ومتينة. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تعمل على نطاق واسع من درجات الحرارة والظروف وهي مناسبة تمامًا لتطبيقات الطاقة العالية المتوسطة. Cr4+: YAG هي مادة مثالية للتبديل الكمي السلبي لـ Nd: YAG وغيرها من أشعة الليزر المخدرة بـ Nd و Yb في نطاق الطول الموجي من 0.8 إلى 1.2 ميكرومتر. ويُستخدم أيضًا في الاستشعار عن بُعد والمسح ثلاثي الأبعاد ونظام الليدار.

عقيق الغادولينيوم الغاليوم (GGG)

عقيق الغادولينيوم الغاليوم (GGG) هو عقيق بلوري صيغته الكيميائية Gd3Ga5O12. تتميز بلورة GGG الأحادية بخصائص ميكانيكية وحرارية وبصرية جيدة، مثل الفقد البصري المنخفض والتوصيل الحراري العالي وعتبة تلف الليزر العالية. إنها مادة مرغوبة للمكونات والركائز البصرية. وتساعد الركيزة البلورية المفردة GGG على ضمان النمو الفوقي الناجح لأفلام YIG وBIG، وهي مكونات أساسية لأجهزة الاتصالات البصرية.

تتخصصشركة Stanford Advanced Materials ( SAM) في إنتاج المواد البلورية البصرية للعديد من التطبيقات والأجهزة. تشمل المواد البلورية الوظيفية بشكل أساسي البلورات المغناطيسية الضوئية TGG تيربيوم غاليوم غارنيت، TSAG؛ البلورات الكهرضغطية LT (LiTaO3) ليثيوم تانتالات الليثيوم، LN (LiNbO3) ليثيوم نيوات، LGS سيليكات اللانثانوم غاليوم LGS؛ بلورات التلألؤ Ce: LUAG، Ce: GAGG؛ بلورات الليزر Nd: YAG وبلورات الركيزة أحادية البلورة الفوقية GGG، SGG، اللانثانوم ألومينات LaAlO3، إلخ. إذا كنت مهتمًا بشراء مواد بلورية عالية النقاء، فلا تتردد في إرسال استفسار إلى فريق المبيعات لدينا.