1、“..... 我国光电子行业中，高亮度半导体照明衬底材料以上需 要进口，本项目的实施，可直接为国内相关厂家提供国际标准的衬底 材料，直接替代进口。 我国航空制造业在光电窗口光电陀螺高品质航空轴承三光 体化窗口等方面与国家发达国家存在明显得差距，本项目的实施， 可在短时间内填补国内在该方面的产业空白，突破技术瓶颈及封锁， 推动相关行业的发展及技术进步起到积极的作用。 世纪是光电子时代，关键的材料器件技术是其发展的基石， 在军工国防关键材料及器件电子对抗光通讯数据传输等方面， 蓝宝石器件的战略地位十分重要，如高速导弹飞行器窗口和整流罩， 激光窗口，红外窗口，深空探测窗口等，大规模集成电路衬底等。 综上本项目在自主创新基础和前期产业化基础上，通过引进先 进的设备和探索优化产业化技术，可打破发达国家垄断及封锁......”。

2、“.....为 我国的光电子产业提供必备的关键战略材料和器件，为我国民用航 空国防航天和相关高科技民用领域提供必备的技术和产品支持。 项目建设背景 蓝宝石又称白宝石，是世界上硬度仅次于金刚石的晶 体材料。其结构中的氧原子以接近 的方式排列，其中氧原子间的八面体配位约有的空隙是由铝原子 所填充，由此使它具有强度硬度高莫氏硬度，耐高温熔点达 耐磨擦耐腐蚀能力强，化学性质稳定，般不溶于水， 不受酸腐蚀，只有在高温下以上才能为氢氟酸磷酸 以及熔化的苛性钾所侵蚀且具有同氮化镓等半导体材 料结合匹配性好光透性能电绝缘性能优良等系列特性。 蓝宝石单晶首先是作为红外窗口材料而提出。因其具有优良的光 学机械化学和电性能，特别是具有中波红外透过率高等特性，从 至波段均具有很高的光学透过率，因此被广泛用作 微波电子管介质材料，超声波传导元件，延迟线，波导激光器腔体及 精密仪器轴承......”。

3、“.....以白宝石单晶片为绝缘衬底材料的器 件则具有高集成度高速度低功耗和抗辐射能力强等优点。近年来 民用手表的表面大量使用白蓝宝石，其特点是光洁度高硬度高耐 磨损。表给出了蓝宝石单晶的基本性能。 表蓝宝石单晶材料基本性能 晶体性能 化学式 式量 晶系六方晶系 晶格常数及方向 空间群 单位晶胞中的分子数 光学性能 透过波段 折射系数    吸收系数    毫米波特性 折射系数 吸收系数 损耗角正切 机械和热学性能 密度 硬度 熔点 沸点 断裂韧性 断裂强度 杨氏模量 热导率 热膨胀系数 比热 热容 泊松比 抗热冲击品质因子 电阻率 蓝宝石单晶作为种优良透波材料，在紫外可见光红外波段 微波都具有良好的透过率......”。

4、“.....在军事工业等领域被用作窗口材料及整流罩部 件，在光电通讯领域作为重要的窗口材料使用。 蓝宝石材料可以生长制备大尺寸的单晶，其内部缺陷很少，没有 晶界孔隙等散射源，强度的损失很小，透波率很高，是目前透波部 件的首选材料此外，由于蓝宝石电绝缘透明易导热硬度高， 因此可以用来作为集成电路的衬底材料，可广泛用于发光二极管 及微电子电路，从而替代高价的氮化硅衬底，制作超高速集 成电路可以做成光学传感器以及其它些光学通信和光波导器件。 如高温高压或真空容器的观察窗液晶显示投影仪的散热板有害气 体检测仪和火灾监测仪的窗口光纤通讯接头盒等。 蓝宝石单晶制备的研究开始于世纪末，年，法国人用熔 焰法最先获得了较大尺寸的蓝宝石晶体，经过近百年的发展，制备蓝 宝石单晶的技术日趋完善......”。

5、“.....乌克兰的单晶研 究所采用定向凝固法制备了大尺 寸板状晶体，该工艺采用保护性气氛代替了晶体生 长时的高真空环境，并且用廉价的碳材料代替热交换器用的昂贵金属 材料，极大的降低了生产成本。 我国在大尺寸蓝宝石单晶的合成方面与国外有较大的差距，尤其 在蓝宝石晶体的生长技术生长装备及加工技术方面，至今不少单位 仍然使用较为传统的提拉法熔焰法生长氧化物单晶材料，由于机械 传动过程中震动很大，电器自动控制精度低，温度场设计不合理等问 题，很难满足晶体生长的基本条件。制备的晶体质量成本很难满足 使用要求，成为困扰相关产业发展的技术难题。我国在蓝宝石晶体材 料的加工技术方面和国际先进水平存在明显差距，主要是晶体材料利 用率低加工表面质量差表面损伤层大加工后衬底材料定向精度 难以满足使用要求，国内规模化生产用高品质蓝宝石衬底材料目 前尚属空白。 国内在九十年代后期......”。

6、“.....中国科学院上海光学精密机械研究所采用导向温梯法 与热交换法类似，生长出国内最大尺寸的蓝宝石 晶体，用于国家氧碘强激光工程窗口材料，这是目前为止我国的 最好水平年四川师范大学固体物理所采用提拉法生长出了直 径大于的蓝宝石单晶年北京人工晶体研究所采用坩埚 下降法生长蓝宝石单晶。 我国蓝宝石晶体的产业化属起步阶段，目前主要产品为中低档产 品，如用火焰法和提拉法制备直径范围在以下的蓝宝石晶体， 晶体质量只有少部分能达到光学级水平，如云南玉溪蓝晶晶体有限 公司南京恒炼蓝宝石表面有限公司大连淡宁光电技术有限公司等 企业上海光学精密机械研究所导向温梯法的产业化工作尚在起步阶 段，据报道能加工制造英寸以下的蓝宝石晶体，由于受 生长方向的限制，可加工基片直径尺寸小于，材料利用率较低......”。

7、“.....有代表性的公司有俄罗斯的公 司公司和等公司，生长出晶体尺寸最大为， 工艺方法为泡生法美国的是世界上最高水平 的晶体制造公司，可生产的大尺寸蓝宝石单晶体，采用的工 艺方法为热交换法，其工艺成本较高。 我国晶体生长有悠久的历史，但现代人工晶体的系统研发起步较 晚。经近半个世纪的发展，已可生产制备直径的蓝宝石晶体， 由个基本上是空白的领域上升到在国际上占有席之地，来之不 易。我国在晶体材料方面取得了大量研究成果，但大尺寸蓝宝石晶体 材料的生长技术，高利用率低成本的晶体材料成型及机械加工技术 开发应用尚处于研制水平较低阶段，对大多需求很难提供配套，更谈 不上批量生产，难以满足供货量和货期的要求大大的制约了相关领 域的发展。 高品质低成本的晶体材料生长技术是世界各国关注的难点和重 点。从目前的技术水平来看......”。

8、“.....由于蓝 宝石材料有着较强的军工应用背景需求，因此各国均将该项技术列为 高度机密内容，相关研究报道仅仅局限在工艺角度，针对蓝宝石的特 点和用途开发的专用设备及与之相配套的成型及机械加工技术的报 道仅仅限于原理角度，我国在该方面的研究属刚刚起步，在基础理论 工艺设备选配等方面的基础和经验几乎为零。 目前国内现有的用于蓝宝石晶体生长设备，是基于传统方法和技 术开发建设的实验室级产品，无论从晶体质量成本工艺控制精度 工艺重现性晶体尺寸生产效率等方面均难以满足产业化的需求。 从工艺角度，大尺寸蓝宝石晶体生长周期长，工艺复杂。原材料 纯度处理状态制备工艺参数等对晶体质量影响较大，需要针对不 同工艺参数生长出晶体进行详细的性能测试和微观组织结构分析，在 此基础上给出进步改进的工艺参数和技术措施，才能开始下轮次 的晶体生长......”。

9、“.....获得高质量晶体材料的目的。然而 大尺寸蓝宝石晶体生长周期大约在天左右，准备和后处理工作 天左右，试件加工需要天，质量检测微观结构分析以及光电性能 测试需要天时间，工艺分析与模拟需要天时间，这样个正常 的研究轮次需要近个月的周期大大拖延了研究周期。 蓝宝石晶体的硬度仅次于金刚石为莫氏硬度级，由于其脆性 较大，很难加工，对于航空航天光电窗口而言，除了要求其表面光洁 度较高外，关键要求其晶面轴线的方向必须与轴沿 轴方向的偏差度，对定向精度要求极高，目前国际上产业化规 模较大的企业采用的是高精度定向设备，配合相应的加工技术如高 速研磨化学机械抛光腐蚀研磨等技术，国内在蓝宝石材料的高利 用率低成本加工技术方面尚属刚刚起步，无成功经验可以借鉴，是 困扰我国蓝宝石材料技术发展的技术难题和瓶颈......”。