Le verre de Saphir ou corindon cristallin, est à la différence de la pierre précieuse dont il tire son nom, fabriqué artificiellement. Le chimiste français Auguste Verneuil est à l’origine de la conception synthétique du Saphir en 1902.
Le saphir est généralement produit en cristallisant à très haute température et pression de la poudre d’oxyde d’aluminium (Al2O3), il existe différents process de développement des cristaux de saphir dont les plus utilisées sont ISM (poly-cristallin), KY, HEM EFG et CZ (Monocristallin).
Les principaux avantages du Saphir sont :

  • Une très bonne transmission dans la plage UV – proche IR
  • Incroyablement plus résistant que d’autres verres optiques (choc thermiques, chimiques, mécaniques)
  • Très résistant aux éraflures et à l’abrasion (9 sur l’échelle de dureté de Mohs, juste en dessous du diamant)
  • Température de fusion très élevée

En revanche sa grande dureté en fait un matériel difficile à usiner et limite donc les formes complexes.
Sa grande transparence et sa dureté exceptionnelle en font un verre très convoité pour les applications suivantes :

  • Horlogerie : glace de montre (uniquement rayable par le diamant)
  • Vitres de scanner : souvent sujettes aux éraflures
  • Vitres de téléphone : Apple l’utilise pour les lecteurs d’empreintes digitales, les appareils photo et certaines montres.
  • Fenêtres devant résister aux fortes températures ou pression : applications laser

Ci-dessous tableau de spécifications du saphir optique:

Caractéristique Données
Formule Chimique Al2O3
Point de fusion 2030°C (3686 °F)
Température maximum d’utilisation 1900°C
Conductivité thermique 41,9 (W/m°K)
Expansion thermique 20-1000°C Parallèle à l’axe C: 9.03×10-6 °C
Perpendiculaire à l’axe C: 8.31×10-6 °C
60° à l’axe C: 8.4×10-6 °C
Résistance à la traction 400 MPa (8500 PSI)
Résistance à la flexion 1900 MPa (13500 PSI)
Densité 3,95 – 4,03
Coefficient de Poisson 0,25 – 0,30
Transmission optique 200 à 5500 nm
Indice de refraction 1,7122

Ci-dessous, courbe de transmission d’une fenêtre saphir, de l’UV au MIR.