Una de las propiedades clave de la cerámica transparente es su transmitancia. Cuando la luz pasa a través de un medio, se producirá pérdida de luz y atenuación de la intensidad debido a la absorción, reflexión superficial, dispersión y refracción del medio. Estas atenuaciones dependen no sólo de la composición química básica del material, sino también de la microestructura del material. Los factores que afectan la transmitancia de la cerámica se presentarán a continuación.
1.Porosidad de la cerámica
La preparación de cerámicas transparentes consiste esencialmente en eliminar completamente la densificación de los microporos en el proceso de sinterización. El tamaño, el número y el tipo de poros de los materiales tendrán un impacto significativo en la transparencia de los materiales cerámicos. Pequeños cambios en la porosidad pueden cambiar significativamente la transmitancia de los materiales. Por ejemplo, los estudios han demostrado que la transparencia disminuye en un 33% cuando la porosidad cerrada en la cerámica cambia del 0,25% al 0,85%. Aunque esto puede ser el resultado de una situación particular, en cierta medida podemos ver que el efecto de la porosidad sobre la transparencia de la cerámica es una manifestación directa y violenta. Otros datos de investigación muestran que cuando el volumen estomático es del 3%, la transmitancia es del 0,01%, y cuando el volumen estomático es del 0,3%, la transmitancia es del 10%. Por tanto, las cerámicas transparentes deben aumentar su densidad y disminuir su porosidad, que suele ser superior al 99,9%. Además de la porosidad, el diámetro del poro también tiene una gran influencia en la transmitancia de la cerámica. Como se muestra en la figura siguiente, podemos ver que la transmitancia es más baja cuando el diámetro de los estomas es igual a la longitud de onda de la luz incidente.
2. Tamaño de grano
El tamaño de grano de los policristales cerámicos también tiene una gran influencia en la transmitancia de las cerámicas transparentes. Cuando la longitud de onda de la luz incidente es igual al diámetro del grano, el efecto de dispersión de la luz es mayor y la transmitancia es mínima. Por lo tanto, para mejorar la transmitancia de las cerámicas transparentes, el tamaño del grano debe controlarse fuera del rango de longitud de onda de la luz incidente.
3. Estructura de los límites de grano
El límite de grano es uno de los factores importantes que destruye la homogeneidad óptica de la cerámica y provoca la dispersión de la luz y disminuye la transmitancia de los materiales. La composición de fases de los materiales cerámicos suele estar formada por dos o más fases, lo que puede provocar fácilmente una dispersión de la luz en la superficie límite. Cuanto mayor es la diferencia en la composición de los materiales, mayor es la diferencia en el índice de refracción y menor es la transmitancia de toda la cerámica. Por lo tanto, la región del límite de grano de las cerámicas transparentes debe ser delgada, la adaptación de la luz es buena y no hay poros. , inclusiones, dislocaciones, etc. Los materiales cerámicos con cristales isotrópicos pueden lograr una transmitancia lineal similar a la del vidrio.
4. Acabado superficial
La transmitancia de las cerámicas transparentes también se ve afectada por la rugosidad de la superficie. La rugosidad de la superficie cerámica está relacionada no sólo con la finura de las materias primas, sino también con el acabado mecanizado de la superficie cerámica. Después de la sinterización, la superficie de la cerámica sin tratar tiene una mayor rugosidad y se producirá una reflexión difusa cuando la luz incide sobre la superficie, lo que provocará una pérdida de luz. Cuanto mayor sea la rugosidad de la superficie, peor será la transmitancia.
La rugosidad de la superficie de la cerámica está relacionada con la finura de las materias primas. Además de seleccionar materias primas de alta finura, la superficie de la cerámica debe esmerilarse y pulirse. La transmitancia de las cerámicas transparentes de alúmina se puede mejorar enormemente mediante esmerilado y pulido. La transmitancia de las cerámicas transparentes de alúmina después del pulido generalmente puede aumentar de 40%-45% a 50%-60%, y el pulido puede alcanzar más del 80%.
Hora de publicación: 18-nov-2019