Lo zaffiro è composto da allumina e la sua struttura cristallina è una struttura a reticolo esagonale.
Le facce di applicazione più comuni dello zaffiro sintetico sono il piano A, il piano C e il piano R. A causa della vasta banda di penetrazione ottica dello zaffiro, il suo utilizzo è molto diffuso.ha una buona trasmissione della luce dal vicino ultravioletto (190 nm) al medio infrarossoPertanto, è ampiamente utilizzato in componenti ottici, dispositivi a infrarossi, materiali a lente laser ad alta intensità.
Lo zaffiro ha anche le caratteristiche di elevata velocità sonora, resistenza alle alte temperature, resistenza alla corrosione, alta durezza, elevata trasmissione della luce, elevato punto di fusione (2045°C), ecc.quindi è spesso usato come materiale per componenti fotoelettrici.
Proprietà dello zaffiro monocristallino:
| Formula chimica | Al2O3 |
| Purezza | 99.999% |
| Struttura cristallina | Sessagonale |
| Densità | 30,98 g/cm3 |
| Durezza Mohs | 9 |
| Punto di fusione | 2045°C |
| Punto di ebollizione | 2980°C |
| Coefficiente di espansione termica | 5.8×10 -6 /K |
| Calore specifico | 0.418W.s/g/k |
| Conduzione termica | 25.12W/m/k ((@100°C) |
| Indice di rifrazione | no=1.768 ne=1.760 |
| dn/dt | 13×10-6/K ((@633nm) |
| Trasmissione | T≈80% ((0,3-5μm) |
| Permittività | 11.5 (c), 9.3 (c) |
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