Yksi läpinäkyvän keramiikan tärkeimmistä ominaisuuksista on sen läpäisykyky. Kun valo kulkee väliaineen läpi, tapahtuu valohäviö ja intensiteetin vaimeneminen väliaineen absorption, pintaheijastuksen, sironnan ja taittumisen vuoksi. Nämä vaimennukset eivät riipu vain materiaalin kemiallisesta peruskoostumuksesta, vaan myös materiaalin mikrorakenteesta. Keramiikan läpäisyyn vaikuttavat tekijät esitellään alla.
1. Keramiikan huokoisuus
Läpinäkyvän keramiikan valmistuksen tarkoituksena on olennaisesti eliminoida mikrohuokosten tiivistyminen kokonaan sintrausprosessissa. Materiaalien huokosten koko, lukumäärä ja tyyppi vaikuttavat merkittävästi keraamisten materiaalien läpinäkyvyyteen. Pienet huokoisuuden muutokset voivat muuttaa materiaalien läpäisykykyä merkittävästi. Esimerkiksi tutkimukset ovat osoittaneet, että läpinäkyvyys pienenee 33 %, kun keramiikan suljettu huokoisuus muuttuu 0,25 %:sta 0,85 %:iin. Vaikka tämä saattaa jossain määrin olla seurausta tietystä tilanteesta, voimme nähdä, että huokoisuuden vaikutus keramiikan läpinäkyvyyteen on suora ja raju ilmentymä. Muut tutkimustiedot osoittavat, että kun suuston tilavuus on 3 %, läpäisykyky on 0,01 % ja 0,3 %:n läpäisykyky 10 %. Siksi läpinäkyvän keramiikan on lisättävä tiheyttä ja vähennettävä huokoisuuttaan, joka on yleensä yli 99,9 %. Huokoisuuden lisäksi huokosten halkaisijalla on suuri vaikutus keramiikan läpäisyyn. Kuten alla olevasta kuvasta näkyy, voidaan nähdä, että läpäisy on pienin, kun stomatan halkaisija on yhtä suuri kuin tulevan valon aallonpituus.
2. Raekoko
Keraamisten monikiteiden raekoolla on myös suuri vaikutus läpinäkyvän keramiikan läpäisyyn. Kun tulevan valon aallonpituus on yhtä suuri kuin rakeen halkaisija, valon sirontavaikutus on suurin ja läpäisy on pienin. Siksi läpinäkyvän keramiikan läpäisevyyden parantamiseksi raekokoa tulisi ohjata tulevan valon aallonpituusalueen ulkopuolella.
3. Raerajan rakenne
Raeraja on yksi tärkeimmistä tekijöistä, jotka tuhoavat keramiikan optista homogeenisuutta ja aiheuttavat valon sirontaa ja vähentävät materiaalien läpäisykykyä. Keraamisten materiaalien faasikoostumus koostuu yleensä kahdesta tai useammasta faasista, mikä voi helposti johtaa valon siroamiseen rajapinnalle. Mitä suurempi ero materiaalien koostumuksessa on, sitä suurempi ero taitekertoimessa ja sitä pienempi koko keramiikan läpäisykyky. Siksi läpinäkyvän keramiikan raeraja-alueen tulee olla ohut, valosovitus on hyvä, eikä siinä ole huokosia. , sulkeumia, dislokaatioita ja niin edelleen. Keraamiset materiaalit, joissa on isotrooppisia kiteitä, voivat saavuttaa samanlaisen lineaarisen läpäisykyvyn kuin lasilla.
4. Pintakäsittely
Läpinäkyvän keramiikan läpäisyyteen vaikuttaa myös pinnan karheus. Keraamisen pinnan karheus ei liity ainoastaan raaka-aineiden hienoisuuteen, vaan myös keraamisen pinnan koneistettuun viimeistelyyn. Käsittelemättömän keramiikan pinnalla on sintrauksen jälkeen suurempi karheus ja valon osuessa pinnalle syntyy hajaheijastusta, mikä johtaa valohäviöön. Mitä suurempi pinnan karheus on, sitä huonompi on läpäisy.
Keramiikan pinnan karheus liittyy raaka-aineiden hienoisuuteen. Hienojakoisten raaka-aineiden valinnan lisäksi keramiikan pinta tulee hioa ja kiillottaa. Alumiinioksidin läpinäkyvän keramiikan läpäisevyyttä voidaan parantaa huomattavasti hiomalla ja kiillottamalla. Alumiinioksidin läpinäkyvän keramiikan läpäisykyky hionnan jälkeen voi yleensä nousta 40–45 %:sta 50–60 %:iin ja kiillotus voi nousta yli 80 %:iin.
Postitusaika: 18.11.2019