Jedno od ključnih svojstava prozirne keramike je njena propusnost. Kada svjetlost prolazi kroz medij, doći će do gubitka svjetlosti i slabljenja intenziteta zbog apsorpcije, površinske refleksije, raspršenja i loma medija. Ta prigušenja ne ovise samo o osnovnom kemijskom sastavu materijala, već i o mikrostrukturi materijala. Čimbenici koji utječu na propusnost keramike bit će predstavljeni u nastavku.
1.Poroznost keramike
Priprema prozirne keramike u biti je potpuno uklanjanje zgušnjavanja mikropora u procesu sinteriranja. Veličina, broj i vrsta pora u materijalima imat će značajan utjecaj na prozirnost keramičkih materijala. Male promjene u poroznosti mogu značajno promijeniti propusnost materijala. Na primjer, studije su pokazale da se prozirnost smanjuje za 33% kada se zatvorena poroznost u keramici promijeni s 0,25% na 0,85%. Iako to može biti rezultat određene situacije, donekle možemo vidjeti da je učinak poroznosti na prozirnost keramike izravna i nasilna manifestacija. Drugi podaci istraživanja pokazuju da kada je stomatalni volumen 3%, propusnost je 0,01%, a kada je stomatalni volumen 0,3%, propusnost je 10%. Stoga prozirna keramika mora povećati svoju gustoću i smanjiti poroznost koja je obično veća od 99,9%. Osim poroznosti, veliki utjecaj na propusnost keramike ima i promjer pora. Kao što je prikazano na donjoj slici, možemo vidjeti da je propusnost najmanja kada je promjer stomata jednak valnoj duljini upadne svjetlosti.
2. Veličina zrna
Veličina zrna keramičkih polikristala također ima veliki utjecaj na propusnost prozirne keramike. Kada je valna duljina upadne svjetlosti jednaka promjeru zrna, učinak raspršenja svjetlosti je najveći, a propusnost najmanja. Stoga, kako bi se poboljšala propusnost prozirne keramike, veličinu zrna treba kontrolirati izvan raspona valnih duljina upadne svjetlosti.
3. Struktura granica zrna
Granice zrna jedan su od važnih čimbenika koji uništavaju optičku homogenost keramike te uzrokuju raspršenje svjetlosti i smanjuju propusnost materijala. Fazni sastav keramičkih materijala obično se sastoji od dvije ili više faza, što lako može dovesti do raspršenja svjetlosti na graničnoj površini. Što je veća razlika u sastavu materijala, to je veća razlika u indeksu loma i manja je propusnost cijele keramike. Stoga bi područje granice zrna prozirne keramike trebalo biti tanko, svjetlosno podudaranje dobro i nema pora , inkluzije, dislokacije i tako dalje. Keramički materijali s izotropnim kristalima mogu postići linearnu propusnost sličnu onoj kod stakla.
4. Površinska obrada
Na propusnost prozirne keramike također utječe hrapavost površine. Hrapavost keramičke površine nije povezana samo s finoćom sirovina, već i sa strojno obrađenom završnom obradom keramičke površine. Nakon sinteriranja površina neobrađene keramike ima veću hrapavost, a pri upadu svjetlosti na površinu dolazi do difuzne refleksije, što dovodi do gubitka svjetlosti. Što je veća hrapavost površine, lošija je propusnost.
Hrapavost površine keramike povezana je s finoćom sirovina. Osim odabira sirovina visoke finoće, površinu keramike treba brusiti i polirati. Prolaznost prozirne keramike od glinice može se znatno poboljšati brušenjem i poliranjem. Prolaznost prozirne keramike od aluminijevog oksida nakon brušenja općenito se može povećati od 40%-45% do 50%-60%, a poliranje može doseći više od 80%.
Vrijeme objave: 18. studenog 2019