नीलम एल्युमिना से बना है और इसकी क्रिस्टल संरचना हेक्सागोनल जाली संरचना है।
सिंथेटिक नीलम के सामान्य अनुप्रयोग पहलू ए-प्लेन, सी-प्लेन और आर-प्लेन हैं। नीलम के व्यापक ऑप्टिकल प्रवेश बैंड के कारण,इसमें निकट पराबैंगनी (190nm) से मध्य अवरक्त तक प्रकाश का अच्छा प्रसार होता हैइसलिए, इसका व्यापक रूप से ऑप्टिकल घटकों, अवरक्त उपकरणों, उच्च तीव्रता वाले लेजर लेंस सामग्री में उपयोग किया जाता है।
नीलम में उच्च ध्वनि वेग, उच्च तापमान प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध, उच्च कठोरता, उच्च प्रकाश पारगम्यता, उच्च पिघलने बिंदु (2045°C) आदि की विशेषताएं भी हैं।तो यह अक्सर फोटोइलेक्ट्रिक घटकों के लिए एक सामग्री के रूप में प्रयोग किया जाता है.
एकल क्रिस्टल नीलम के गुण:
| रासायनिक सूत्र | Al2O3 |
| शुद्धता | 99.999% |
| क्रिस्टल संरचना | षट्कोणीय |
| घनत्व | 3.98g/cm3 |
| मोह की कठोरता | 9 |
| संलयन बिंदु | 2045°C |
| उबलने का बिंदु | 2980°C |
| थर्मल विस्तार गुणांक | 5.8×10 -6 /K |
| विशिष्ट ताप | 0.418W.s/g/k |
| थर्मल कंडक्शन | 25.12W/m/k ((@100°C) |
| अपवर्तक सूचकांक | no=1.768 ne=1.760 |
| dn/dt | 13×10-6/K ((@633nm) |
| प्रसारण | T≈80% ((0.3-5μm) |
| अनुमति | 11.5 (//c), 9.3 (//c) |
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