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1. Tabelle der Haupteigenschaften des Saphirs
| Eigenschaft | Typischer Wert | Bemerkungen |
|---|---|---|
| Dichte | ~4,0 g/cm³ | Nahe am Rubin |
| Elastizitätsmodul (E) | ~350–400 GPa | Sehr hoch |
| Zugfestigkeit | Gering | Spröde |
| Härte (HV) | ~2000 HV | Sehr hoch |
| Härte (Mohs) | 9 | Identisch mit Rubin |
| Wärmeleitfähigkeit | ~25–40 W/m·K | Mittel |
| Elektrische Leitfähigkeit | Keine | Isolierend |
| Ausdehnungskoeffizient | ~5–8 ×10⁻⁶ /K | Gering |
| Magnetismus | Nein | Unmagnetisch |
| Korrosionsbeständigkeit | Ausgezeichnet | Inert |
| Bearbeitbarkeit | Sehr schwierig | Diamantwerkzeuge |
2. Allgemeine Beschreibung
Der Saphir ist, wie der Rubin, eine Korundvarietät (Al₂O₃). Er unterscheidet sich vom Rubin lediglich durch das Fehlen von Chrom, was ihm Transparenz oder verschiedene Farbtöne verleiht. In der Uhrmacherei wird er in zwei unterschiedlichen Formen verwendet:
- Natürlicher Saphir → hauptsächlich in der Schmuckherstellung (Fassen)
- Synthetischer Saphir → weit verbreitet für Gläser, Gehäuse und technische Bauteile (Scheiben, Lager, Stiftplatten)
Heute ist synthetischer Saphir aufgrund seiner Transparenz, seiner Härte und seiner Kratzfestigkeit zu einem unverzichtbaren Werkstoff geworden.
3. Natürlicher Saphir und synthetischer Saphir
Natürlicher Saphir
Natürlicher Saphir wird aus mineralischen Lagerstätten gewonnen.
Eigenschaften:
- Farbvielfalt (blau, gelb, rosa usw.)
- Natürliche Einschlüsse
- Hauptsächlich für die Schmuckherstellung verwendet
Anwendungen:
- Schmuck
- Fassen Gehäuse, Armbändern, Zifferblättern usw.
Synthetischer Saphir
Synthetischer Saphir wird industriell aus Oxid von Aluminium.
Hauptmethoden:
- Verneuil-Verfahren (Flammschmelzverfahren)
- Czochralski-Ziehverfahren
- Kyropoulos (weit verbreitet für große Stücke)
Merkmale:
- Hohe Reinheit
- Perfekte Transparenz (oder kontrollierte Farben)
- Konstante Eigenschaften
- Kontrollierte Produktion
👉 Er ist heute der Standard in der Uhrmacherei.
4. Herstellung von Saphir-Bauteilen
Die Hauptschritte sind:
- Kristallzüchtung
- Zuschnitt in Blöcke oder Plättchen
- Bearbeitung (Diamantwerkzeuge)
- Optische Politur
- Behandlungen (Antireflex usw.)
👉 Die Bearbeitung ist aufgrund der Härte des Werkstoffs langwierig und kostspielig.
5. Anwendungen in der Uhrmacherei
Uhrgläser (synthetischer Saphir)
- Hauptanwendung
- Kratzfestigkeit
- Hohe Transparenz
Oft behandelt mit einer Antireflexbeschichtung.
Saphirgehäuse (synthetischer Saphir)
- Gehäuse vollständig transparent (oder farbig und durchscheinend)
👉 Ermöglichen die Sicht auf das Uhrwerk aus allen Blickwinkeln
Schmuck (natürlicher Saphir)
- Gefasste natürliche Saphire
- Dekorative Elemente
6. Vorteile und Grenzen
Vorteile
- Sehr hohe Kratzbeständigkeit
- Außergewöhnliche Transparenz
- Chemische Stabilität
- Unmagnetisch
- Hochwertige Ästhetik
- Langlebigkeit
Grenzen
- Zerbrechlichkeit (spröde)
- Stoßempfindlichkeit
- Schwierige und kostspielige Bearbeitung
- Nicht vollständig kratzfest (Diamant nur oberhalb)
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