退火可以使原子重新排列，減少空孔、差排及晶界等缺陷，是最常被使用消除應(yīng)力的方法或技術(shù)。為了解退火溫度及時(shí)間對藍(lán)寶石單晶性質(zhì)的影響，

平面藍(lán)寶石單晶晶圓(直徑為 25.4 ± 0.13 mm，厚度為 2± 0.1 mm)，進(jìn)行高溫退火(溫度為 1400 及 1600 oC 持溫 12、24、48 小時(shí))，作為觀察不同溫度 對強(qiáng)度及表面性質(zhì)所造成的影響。另增加一組1600 oC，60 小時(shí)之試片，以比較在高溫時(shí)的熱拋現(xiàn)象。試片編號、退火條件及受測數(shù)量如表 1。退火后試片的表面形貌以原子力顯微鏡量測試片的中心點(diǎn)和距試片邊緣2 mm 兩處，合計(jì) 3 點(diǎn)；同時(shí)記錄原始擋并以適用軟體轉(zhuǎn)成表面形貌圖像以利觀察。為了解藍(lán)寶石單晶的等雙軸強(qiáng)度，采用 ASTM1499-05 規(guī)范之規(guī)格，以靜態(tài)萬能試驗(yàn)機(jī)配置自制之超合金環(huán)對環(huán)等雙軸測試模具進(jìn)行強(qiáng)度量測，此方法之優(yōu)點(diǎn)可以改善傳統(tǒng)的三點(diǎn)或四點(diǎn)抗折棒狀測試的缺點(diǎn)，

并可避免基板周圍粗糙度較差的影響。測試模具之上壓模直徑為 9 mm，下支撐模為 21.4mm。以此模具量測藍(lán)寶石單晶在室溫及 600 oC 壓縮破斷值，高溫測試以 5 oC /min 的速率 升溫，達(dá)測試溫度時(shí)，持溫 20 分鐘，以確保試片之溫度均衡。 表 1. 藍(lán)寶石單晶試片名稱、退火條件及受測數(shù)量 試片名稱退火條件受測數(shù)量RawUntreated5S11400oC 12h3S21400oC 24h3S31400oC 48h4S41600oC 12h4S51600oC 24h3S61600oC 48h3S71600oC 60h3 圖 1. 環(huán)對環(huán)測試模具示意圖。 測試的應(yīng)變率為 0.5 mm/min，以實(shí)驗(yàn)所得之荷重、壓縮量配合蒲松比求得強(qiáng)度值(MPa)，并分析強(qiáng)度與表面階梯密度及強(qiáng)度和表面粗糙度之關(guān)系。另一方面，在材料破裂分析中通常以破裂韌性(Fracture Toughness)觀察材料阻擋裂縫成長的能力，它的指標(biāo)又稱臨界應(yīng)力強(qiáng)度(KIC)