ما هي العوامل التي تؤثر على شفافية سيراميك الألومينا؟

إحدى الخصائص الرئيسية للسيراميك الشفاف هي نفاذيته. عندما يمر الضوء عبر وسط ما، سيحدث فقدان الضوء وتوهين شدته بسبب الامتصاص والانعكاس السطحي والتشتت والانكسار للوسط. لا تعتمد هذه التوهينات على التركيب الكيميائي الأساسي للمادة فحسب، بل تعتمد أيضًا على البنية المجهرية للمادة. سيتم عرض العوامل التي تؤثر على نفاذية السيراميك أدناه.

1. مسامية السيراميك

إن تحضير السيراميك الشفاف يهدف بشكل أساسي إلى التخلص من تكثيف المسام الدقيقة تمامًا أثناء عملية التلبيد. سيكون لحجم وعدد ونوع المسام في المواد تأثير كبير على شفافية المواد الخزفية. يمكن للتغيرات الصغيرة في المسامية أن تغير بشكل كبير نفاذية المواد. على سبيل المثال، أظهرت الدراسات أن الشفافية تنخفض بنسبة 33% عندما تتغير المسامية المغلقة في السيراميك من 0.25% إلى 0.85%. وعلى الرغم من أن هذا قد يكون نتيجة لحالة معينة، إلا أنه إلى حد ما، يمكننا أن نرى أن تأثير المسامية على شفافية السيراميك هو مظهر مباشر وعنيف. تظهر بيانات بحثية أخرى أنه عندما يكون حجم الثغور 3%، تكون النفاذية 0.01%، وعندما يكون حجم الثغور 0.3%، تكون النفاذية 10%. لذلك يجب على السيراميك الشفاف أن يزيد من كثافته ويقلل من مساميته التي عادة ما تكون أكثر من 99.9%. إلى جانب المسامية، فإن قطر المسام له أيضًا تأثير كبير على نفاذية السيراميك. كما هو موضح في الشكل أدناه، يمكننا أن نرى أن النفاذية تكون في أدنى مستوياتها عندما يكون قطر الثغور مساويًا للطول الموجي للضوء الساقط.

2. حجم الحبوب

حجم حبيبات البلورات الخزفية له أيضًا تأثير كبير على نفاذية السيراميك الشفاف. عندما يكون الطول الموجي للضوء الساقط مساويًا لقطر الحبوب، يكون تأثير تشتت الضوء أكبر وتكون النفاذية هي الأقل. ولذلك، من أجل تحسين نفاذية السيراميك الشفاف، ينبغي التحكم في حجم الحبوب خارج نطاق الطول الموجي للضوء الساقط.

3. هيكل حدود الحبوب

تعد الحدود الحبيبية أحد العوامل المهمة التي تدمر التجانس البصري للسيراميك وتسبب تشتت الضوء وتقليل نفاذية المواد. يتكون تكوين الطور للمواد الخزفية عادةً من مرحلتين أو أكثر، مما قد يؤدي بسهولة إلى تشتت الضوء على السطح الحدودي. كلما زاد الاختلاف في تركيب المواد، زاد الفرق في معامل الانكسار، وانخفضت نفاذية السيراميك بأكمله. لذلك، يجب أن تكون منطقة حدود الحبوب للسيراميك الشفاف رقيقة، ومطابقة الضوء جيدة، ولا توجد مسام والادراج والخلع وما إلى ذلك. يمكن للمواد الخزفية ذات البلورات المتناحية أن تحقق نفاذية خطية مماثلة لتلك الخاصة بالزجاج.

4. الانتهاء من السطح

تتأثر نفاذية السيراميك الشفاف أيضًا بخشونة السطح. لا ترتبط خشونة سطح السيراميك بنعومة المواد الخام فحسب، بل ترتبط أيضًا بالتشطيب الآلي لسطح السيراميك. بعد التلبيد، يكون سطح السيراميك غير المعالج أكثر خشونة، وسيحدث انعكاس منتشر عندما يسقط الضوء على السطح، مما يؤدي إلى فقدان الضوء. كلما زادت خشونة السطح، كلما كانت النفاذية أسوأ.

ترتبط خشونة سطح السيراميك بنعومة المواد الخام. بالإضافة إلى اختيار مواد خام عالية النعومة، يجب أن يكون سطح السيراميك مطحونًا ومصقولًا. يمكن تحسين نفاذية سيراميك الألومينا الشفاف بشكل كبير عن طريق الطحن والتلميع. يمكن أن تزيد نفاذية سيراميك الألومينا الشفاف بعد الطحن بشكل عام من 40%-45% إلى 50%-60%، وقد يصل التلميع إلى أكثر من 80%.