Saphir-Kapillarröhrchen

Kurze Beschreibung:

Saphir-Kapillarröhrchen sind präzisionsgefertigte Hohlkomponenten aus einkristallinem Aluminiumoxid (Al₂O₃) und bieten außergewöhnliche mechanische Festigkeit, optische Klarheit und chemische Beständigkeit. Diese extrem langlebigen Röhrchen sind für Anwendungen konzipiert, die hohe Temperaturbeständigkeit, Inertheit und Maßgenauigkeit erfordern, wie beispielsweise in der Mikrofluidik, Spektroskopie und Halbleiterfertigung. Ihre glatte Innenfläche und ihre hervorragende Härte (Mohs 9) gewährleisten eine gleichbleibende Leistung in Umgebungen, in denen Glas- oder Quarzröhrchen nicht ausreichen.

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Merkmale

Detailliertes Diagramm

Einführung von Saphir-Kapillarröhrchen

Saphir-Kapillarröhrchen eignen sich besonders für Anwendungen, die hohe chemische Reinheit und mechanische Belastbarkeit erfordern. Die unübertroffene Härte des Saphirs macht diese Röhrchen äußerst kratzfest und verschleißfest. Ihre Biokompatibilität ermöglicht zudem ihren Einsatz in biomedizinischen und pharmazeutischen Flüssigkeitssystemen. Sie weisen zudem eine minimale Wärmeausdehnung auf, was die Dimensionsstabilität bei schwankenden Temperaturen gewährleistet und sie ideal für Hochvakuum- und Hochtemperatursysteme macht.

Herstellungsprinzip von Saphir-Kapillarröhrchen

Saphir-Kapillarröhren werden hauptsächlich mit zwei unterschiedlichen Methoden hergestellt: der Kyropoulos-Methode (KY) und der Edge-defined Film-fed Growth-Methode (EFG).

Beim KY-Verfahren wird hochreines Aluminiumoxid in einem Tiegel geschmolzen und um einen Impfkristall herum kristallisiert. Dieser langsame und kontrollierte Wachstumsprozess führt zu großen Saphir-Boules mit außergewöhnlicher Klarheit und geringer innerer Spannung. Der resultierende zylindrische Kristall wird anschließend ausgerichtet, geschnitten und mit Diamantsägen und Ultraschallwerkzeugen bearbeitet, um die gewünschten Rohrabmessungen zu erreichen. Die Bohrung wird durch Präzisionskernbohren oder Laserbohren erzeugt, gefolgt von einer Innenpolitur, um den hohen Anforderungen der Anwendung gerecht zu werden. Dieses Verfahren eignet sich ideal für die Herstellung von Rohren mit optisch hochwertigen Innenflächen und engen Toleranzen, insbesondere von Saphir-Kapillarrohren.

Das EFG-Verfahren hingegen ermöglicht das direkte Ziehen vorgeformter Saphirhohlrohre aus der Schmelze mithilfe einer Matrize. EFG-Rohre bieten zwar nicht die gleiche Innenpolitur wie KY-Rohre, ermöglichen aber die kontinuierliche Produktion langer Kapillaren mit gleichmäßigem Querschnitt, wodurch Materialabfall und Bearbeitungszeit reduziert werden. Dieses Verfahren ist kostengünstiger für die Herstellung technischer Rohre für industrielle oder strukturelle Anwendungen, insbesondere Saphirkapillarrohre.

Auf beide Methoden folgen Präzisionsbearbeitung, Schleifen, Ultraschallreinigung und mehrstufige Inspektion, um sicherzustellen, dass jedes Saphir-Kapillarröhrchen hohe Qualitätsstandards erfüllt.

Anwendungen von Saphir-Kapillarröhren

Medizinische DiagnostikSaphir-Kapillarröhrchen werden in Blutanalysegeräten, Mikrofluidikgeräten, DNA-Sequenzierungssystemen und klinischen Diagnoseplattformen eingesetzt. Ihre chemische Inertheit gewährleistet einen präzisen, unverunreinigten Flüssigkeitsfluss in sensiblen Umgebungen.
Optische und Lasersysteme: Aufgrund der hervorragenden Transmission von Saphir im UV- bis IR-Bereich werden diese Rohre in Lasersystemen, zum Schutz von Glasfasern und als Lichtleitkanäle eingesetzt. Ihre Härte und thermische Stabilität tragen dazu bei, die Ausrichtung und Übertragungsqualität auch unter Belastung aufrechtzuerhalten.
Halbleiterfertigung: Diese Rohre verarbeiten hochreine Gase und reaktive Chemikalien in Plasmaätz-, CVD- und Abscheidungskammern. Ihre Korrosions- und Thermoschockbeständigkeit ermöglicht eine hochpräzise Verarbeitung.
Analytische Chemie: In der Chromatographie, Spektroskopie und Spurenanalyse gewährleisten Saphir-Kapillarröhrchen eine minimale Probenadsorption, einen stabilen Flüssigkeitstransport und Beständigkeit gegenüber aggressiven Lösungsmitteln.
Luft- und Raumfahrt und Verteidigung: Wird für optische Sensoren, Flüssigkeitsmanagement und Druckregelung in Umgebungen mit hoher Schwerkraft, hohen Temperaturen und starken Vibrationen verwendet.
Energie- und Industriesysteme: Geeignet für den Transport korrosiver Flüssigkeiten und Gase in petrochemischen Anlagen, Kraftwerken und hocheffizienten Brennstoffzellen.

FAQ zu Saphir-Kapillarröhrchen

F1: Woraus bestehen Saphir-Kapillarröhrchen?
A: Sie bestehen aus synthetischem Einkristall-Aluminiumoxid (Al₂O₃), allgemein bekannt als Saphir, mit einer Reinheit von 99,99 %.

F2: Welche Größenoptionen sind verfügbar?
A: Die Standard-Innendurchmesser reichen von 0,1 mm bis 3 mm, die Außendurchmesser von 0,5 mm bis über 10 mm. Sondergrößen sind ebenfalls erhältlich.

F3: Sind die Rohre optisch poliert?
A: Ja, KY-gewachsene Rohre können innen optisch poliert werden, wodurch sie sich für optische oder fluidische Systeme eignen, die minimalen Widerstand oder maximale Transmission erfordern.

F4: Welchen Temperaturen können Saphir-Kapillarröhrchen standhalten?
A: Sie können in inerten oder Vakuum-Umgebungen dauerhaft bei über 1600 °C betrieben werden und widerstehen Thermoschocks besser als Glas oder Quarz.

F5: Sind die Röhrchen für biomedizinische Anwendungen geeignet?
A: Absolut. Ihre Biokompatibilität, chemische Stabilität und Sterilität machen sie ideal für medizinische Geräte und die klinische Diagnostik.

F6: Wie lange dauert die Lieferung von Sonderanfertigungen?
A: Je nach Komplexität sind für die Herstellung und Qualitätssicherung kundenspezifischer Saphir-Kapillarröhrchen normalerweise 2–4 Wochen erforderlich.