O safiro é composto de alumina, e sua estrutura cristalina é uma estrutura de rede hexagonal.
As facetas comuns de aplicação de safira sintética são A-Plane, C-Plane e R-Plane.Tem boa transmissão de luz do ultravioleta próximo (190 nm) ao infravermelho médioPortanto, é amplamente utilizado em componentes ópticos, dispositivos infravermelhos, materiais de lentes de laser de alta intensidade.
O safiro tem também as características de alta velocidade sonora, resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão, alta dureza, elevada transmissão luminosa, elevado ponto de fusão (2045°C), etc.por isso é frequentemente usado como material para componentes fotoelétricos.
Propriedades do safiro de cristal único:
| Fórmula química | Al2O3 |
| Purificação | 99.999% |
| Estrutura cristalina | Hexagonal |
| Densidade | 30,98 g/cm3 |
| Dureza de Mohs | 9 |
| Ponto de fusão | 2045°C |
| Ponto de ebulição | 2980°C |
| Coeficiente de expansão térmica | 5.8×10 -6 /K |
| Calor específico | 0.418W.s/g/k |
| Condução térmica | 25.12W/m/k ((@100°C) |
| Índice de refração | no=1.768 ne=1.760 |
| dn/dt | 13×10-6/K ((@633nm) |
| Transmissão | T≈80% ((0,3-5μm) |
| Permitência | 11.5 (c), 9.3 (c) |
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