אילו גורמים ישפיעו על השקיפות של קרמיקת אלומינה?

אחד המאפיינים המרכזיים של קרמיקה שקופה הוא השידור שלה. כאשר האור עובר דרך תווך, יתרחש אובדן אור והפחתת עוצמה עקב הקליטה, השתקפות פני השטח, פיזור ושבירה של המדיום. הנחתות אלו תלויות לא רק בהרכב הכימי הבסיסי של החומר, אלא גם במבנה המיקרו של החומר. הגורמים המשפיעים על העברה של קרמיקה יוצגו להלן.

1. נקבוביות של קרמיקה

הכנת קרמיקה שקופה היא בעצם כדי לחסל את הצפיפות של מיקרו-נקבובית לחלוטין בתהליך סינטר. לגודל, מספר וסוג הנקבוביות בחומרים תהיה השפעה משמעותית על השקיפות של חומרים קרמיים.שינויים קטנים בנקבוביות יכולים לשנות באופן משמעותי את העברת החומרים. לדוגמה, מחקרים הראו שהשקיפות יורדת ב-33% כאשר הנקבוביות הסגורה בקרמיקה משתנה מ-0.25% ל-0.85%. למרות שזו עשויה להיות תוצאה של מצב מסוים, במידה מסוימת, אנו יכולים לראות שהשפעת הנקבוביות על השקיפות של הקרמיקה היא ביטוי ישיר ואלים. נתוני מחקר אחרים מראים שכאשר נפח הסטומטלי הוא 3%, השידור הוא 0.01%, וכאשר נפח הסטומטלי הוא 0.3%, ההעברה היא 10%. לכן, קרמיקה שקופה חייבת להגדיל את הצפיפות שלה ולהקטין את הנקבוביות שלה, שהיא בדרך כלל יותר מ-99.9%. מלבד הנקבוביות, לקוטר הנקבוביות יש גם השפעה רבה על העברת הקרמיקה. כפי שמוצג באיור למטה, אנו יכולים לראות שהשידור הוא הנמוך ביותר כאשר קוטר הסטומטה שווה לאורך הגל של האור הנוצר.

2. גודל גרגר

גם לגודל הגרגירים של פוליקריסטלים קרמיים יש השפעה רבה על העברת קרמיקה שקופה. כאשר אורך הגל של האור הנכנס שווה לקוטר הגרגר, אפקט הפיזור של האור הוא הגדול ביותר והשידור הוא הנמוך ביותר. לכן, על מנת לשפר את השידור של קרמיקה שקופה, יש לשלוט בגודל הגרגירים מחוץ לטווח אורכי הגל של אור בולט.

3. מבנה גבול תבואה

גבול התבואה הוא אחד הגורמים החשובים שהורסים את ההומוגניות האופטית של קרמיקה וגורמים לפיזור אור ולהקטנת העברת החומרים. הרכב הפאזות של חומרים קרמיים מורכב בדרך כלל משני שלבים או יותר, אשר יכולים בקלות להוביל לפיזור אור על פני הגבול. ככל שההבדל בהרכב החומרים גדול יותר, כך ההבדל במקדם השבירה גדול יותר והשידור של כל הקרמיקה נמוכה יותר. לכן, אזור גבול התבואה של קרמיקה שקופה צריך להיות דק, התאמת האור טובה, ואין נקבוביות , תכלילים, נקעים וכן הלאה. חומרים קרמיים עם גבישים איזוטריים יכולים להשיג העברה ליניארית דומה לזו של זכוכית.

4. גימור פני השטח

השידור של קרמיקה שקופה מושפע גם מחספוס פני השטח. החספוס של משטח קרמי קשור לא רק לעדינות של חומרי גלם, אלא גם לגימור המעובד של משטח קרמי. לאחר סינטר, פני השטח של קרמיקה לא מטופלים הם בעלי חספוס גדול יותר, והשתקפות מפוזרת תתרחש כאשר אור נופל על פני השטח, מה שיוביל לאובדן אור. ככל שהחספוס של פני השטח גדול יותר, השידור גרוע יותר.

חספוס פני השטח של קרמיקה קשור לעדינותם של חומרי הגלם. בנוסף לבחירת חומרי גלם בעלי עדינות גבוהה, יש להטחן ולהבריק את פני הקרמיקה. השידור של קרמיקה שקופה אלומינה ניתן לשפר מאוד על ידי השחזה והברקה. השידור של קרמיקה שקופה אלומינה לאחר השחזה יכולה בדרך כלל לעלות מ-40%-45% ל-50%-60%, והליטוש עשוי להגיע ליותר מ-80%.