蓝宝石（高纯单晶氧化铝）是一种珍贵的材料，它因其极高的硬度、优异的光学性能和化学稳定性而广泛应用于各种领域，尤其是在光电子和半导体工业中。

首先，高纯氧化铝单晶蓝宝石作为一种透明的材料，能够作为窗口或透镜来广泛应用于光学仪器、激光器和红外线学等领域。在激光器中，它可以作为激光介质，实现激光的增强和精密控制。这主要是因为高纯氧化铝单晶蓝宝石具有非常高的光学透明度和折射率，可以帮助激光束快速传播和调整，从而获得更加精确和清晰的激光输出。

其次，高纯氧化铝单晶蓝宝石还可以用于制造LED和半导体器件。因为它具有优异的电绝缘性、高温稳定性和生长性能，这些都是制造半导体器件必需的特征。例如，它可以作为半导体芯片的基底材料，用于制造蓝宝石基LED。应用蓝宝石基LED的优点之一是它可将短波长蓝光转换成其他颜色的光，如黄色或绿色，这使其成为高性能照明和显示技术中的一种非常重要的材料。除此之外，高纯氧化铝单晶蓝宝石还可以用于制造防刮刮板和表层保护涂层。这是由于其非常高的硬度和耐腐蚀性，使得它可以很好地保护表面免受如磨损、腐蚀和紫外线辐射等环境因素的影响。这些特性使其在精密加工、天文望远镜和高档钟表等领域中得到广泛应用。

最后，高纯氧化铝单晶蓝宝石还在生物技术领域中得到广泛应用。它可以用于制造微孔板和医用器械等，在药物筛选和诊断测试方面具有重要作用。此外，它还可用于制造生物芯片和突触模型，为神经科学和组织工程研究提供重要支持。

综上所述，高纯氧化铝单晶蓝宝石的应用十分广泛，覆盖了许多领域，其中所包括的诸多功能和特性，成为许多高性能及高精度应用领域中的理想选择。随着技术的不断进步，我们可以预计高纯氧化铝单晶蓝宝石的应用将继续扩展，并在未来的科技革命中扮演更为重要的角色。

随着蓝宝石在工业领域各方面的应用，蓝宝石的连接及其与金属零件的连接需求也逐渐增加。

蓝宝石与金属连接技术是目前蓝宝石走向实际应用必须要解决的技术问题，蓝宝石与金属的连接方法有粘结、机械压接、蓝宝石与金属焊接等工艺。蓝宝石粘接结构剪切强度较低、不能承受300℃以上高温、结合界面易老化失效，严重影响蓝宝石与金属结构件的可靠性和工作性能。蓝宝石机械连接结构容易使蓝宝石断裂和应力损坏，气密性也容易失效。所以蓝宝石与金属焊接工艺是目前解决蓝宝石与金属连接工艺的理想方法。在国外焊接工艺的蓝宝石与金属连接件已广泛应用于各种武器和先进国防设备中，解决蓝宝石与金属焊接工艺迫在眉睫。现在蓝宝石与金属焊接工艺主要由氧化物玻璃蓝宝石与金属焊接焊接、金属熔接法、金属钎焊等焊接工艺。氧化物玻璃焊接法金属连接蓝宝石与金属时，结合界面脆性较大，焊接界面无法缓冲蓝宝石与金属热膨胀系数差异对温度变化带来的应力破坏，玻璃相焊料无法深入蓝宝石内部，只是以物理原理结合的粘合，接头抗剪切强度较低；金属熔接法工艺复杂、成本高昂、局部应力较大、难以焊接较大面积的蓝宝石与金属连接结构，容易出现裂纹和应力失效。目前采用钎焊方法是连接陶瓷与金属最为长用的方法之一。由于蓝宝石的化学性质比较稳定，普通钎料很难再蓝宝石表面铺展。目前钎焊蓝宝石与金属的方法主要分为两类：一类是直接采用含有活性金属元素的钎料进行钎焊，称之为活性焊接；另一种是先对蓝宝石表面进行金属化处理，再使用常规钎料钎焊连接，称为间接焊接。

1.3.1 活性焊接

采用活性焊接方法不需要在陶瓷表面进行金属化，但是所选用的钎料须含有活性元素，以利于钎料在蓝宝石表面的润湿。活性焊料中常用的活性元素包括：Ti、Zr、Cr、Ta、V等。目前，研究较多的活性钎料主要有Ag-Cu-Ti、Cu-Ti、Ag-Cu-Ti-Zr系。 目前，在陶瓷与金属的连接中，Ag-Cu-Ti钎料的应用最为广泛。采用这种方法连接蓝宝石与金属，方法简便，连接可靠，省时节能。但活性焊料焊接后很难满足高真空环境的应用，通常焊接件的氦质谱检漏只能达到10E-6PaM3/S的量级。

1.3.2 间接焊接法

首先对蓝宝石表面进行金属化（即表面活化）处理，然后用钎料把金属镀层和金属钎焊在一起。钎焊工艺中，陶瓷材料表面常用的金属化方法有Mo-Mn法、化学镀活化、离子镀活化等。

Mo-Mn法的工艺过程为：将Mn O 2 与 Mo粉涂到陶瓷表面，在N 2 或H 2 气氛中高温烧结，表面形成玻璃相，同时部分金属氧化物被还原，产生金属表面层。蓝宝石是眼挂虑单晶，不存在晶界，不含玻璃相，采用高温活化Mo-Mn法可以实现其金属化，并能够获得非常满意的封接效果。