Abstract
Inner crack-like pores with controlled amount of Ca impurity level in the high purity alumina single crystal sapphire had been created by micro-fabrication technique which includes ion implantation photo-lithography Ar ion milling and hot press technique. The morphological change and the healing of crack-like pore in the Ca doped high purity single crystal alumina during high temperature heat treatment in vacuum were observed using optical microscopy. The hexagonal bridging ligaments were developed and the size of hexagonal bridging ligaments had been increased with temperature and Ca amount and had grown to their corner rounded. It appeared that the hexagonal bridging ligaments would have an equilbrium size with temperature and the amount of Ca addition. Three kinds of crack-like pore healing type were observed. Edge regression and ligament growth were observed from relatively low temperature in the crack-like pore. Edge regression were found in almost all of the crack-like pore but the ligament growth were found only in the several crack-like pores accelerating heating very fast. Flow type healing was observed above $1800^{\circ}C$ and It healed the crack-like pore very slowly.
Ion implantation, photo-lithography, Ar ion milling과 hot press 법을 이용한 micro-fabrication techrique을 사용하여 고순도 알루미나 단결정인 사파이어의 내부에, 조절된 Ca의 첨가량을 갖고 있는, crack과 비슷한 형태의 기공들을 형성시켰다. 이 bi-cryslal을 각각의 온도에서 열처리하여 Ca 이온이 고온에서 알루미나의 morphology와 hcaling에 미치는 영향을 관찰하였다. 열처리 온도가 올라감에 따라서 crack-like pore의 내부에 hcxagonal bridging ligaments가 생성되었는데, 열처리 온도와 Ca의 첨가량이 증가할수록 크기가 커지는 것을 관찰할 수 있었고, 생성된 hexagonal bndgmg ligaments는 열처리가 진행됨에 따라 서서히 커지면서 모서리가 둥글어지는 현상을 관찰할 수 있었다. Bicrystal 내부에 형성된 crack-like pore는 열처리가 진행되면서 edge regression. ligamcnt growth 및 flow의 3가지의 특징적인 형태로 진행되었다. 이때 edge regression은 상대적으로 저온에서부터 전체 crack-like pore에서 서서히 일어나기 시작하였으며, ligament growth는 일부 crack-like pore에서 진행되있으며, 대단히 빠른 속도로 crack healing이 진행됨을 추정할 수 있었다. Flow는 $1800^{\circ}C$ 이상의 고온에서 모든 crack-like pore에 걸쳐서 느리게 일어남을 알 수 있었다.
