Jedną z kluczowych właściwości przezroczystej ceramiki jest jej przepuszczalność. Kiedy światło przechodzi przez ośrodek, nastąpi utrata światła i osłabienie intensywności w wyniku absorpcji, odbicia powierzchniowego, rozproszenia i załamania ośrodka. Tłumienie te zależą nie tylko od podstawowego składu chemicznego materiału, ale także od mikrostruktury materiału. Czynniki wpływające na przepuszczalność ceramiki zostaną przedstawione poniżej.
1.Porowatość ceramiki
Przygotowanie przezroczystej ceramiki polega zasadniczo na całkowitym wyeliminowaniu zagęszczania mikroporów w procesie spiekania. Wielkość, liczba i rodzaj porów w materiałach będzie miała znaczący wpływ na przezroczystość materiałów ceramicznych. Niewielkie zmiany w porowatości mogą znacząco zmienić przepuszczalność materiałów. Na przykład badania wykazały, że przezroczystość zmniejsza się o 33%, gdy porowatość zamknięta w ceramice zmienia się z 0,25% na 0,85%. Chociaż może to być wynikiem szczególnej sytuacji, w pewnym stopniu możemy zauważyć, że wpływ porowatości na przezroczystość ceramiki jest przejawem bezpośrednim i gwałtownym. Inne dane badawcze pokazują, że przy objętości szparki wynoszącej 3% transmitancja wynosi 0,01%, a przy objętości szparki 0,3% transmitancja wynosi 10%. Dlatego ceramika przezroczysta musi zwiększać swoją gęstość i zmniejszać porowatość, która zwykle wynosi ponad 99,9%. Oprócz porowatości, na przepuszczalność ceramiki duży wpływ ma również średnica porów. Jak pokazano na poniższym rysunku, transmitancja jest najniższa, gdy średnica aparatów szparkowych jest równa długości fali padającego światła.
2. Wielkość ziarna
Wielkość ziaren polikryształów ceramicznych ma również duży wpływ na przepuszczalność przezroczystej ceramiki. Gdy długość fali padającego światła jest równa średnicy ziarna, efekt rozpraszania światła jest największy, a przepuszczalność jest najniższa. Dlatego, aby poprawić przepuszczalność przezroczystej ceramiki, wielkość ziaren powinna być kontrolowana poza zakresem długości fal padającego światła.
3. Struktura granic ziaren
Granica ziaren jest jednym z ważnych czynników niszczących jednorodność optyczną ceramiki oraz powodujących rozpraszanie światła i zmniejszenie przepuszczalności materiałów. Skład fazowy materiałów ceramicznych składa się zwykle z dwóch lub więcej faz, co może łatwo prowadzić do rozproszenia światła na powierzchni granicznej. Im większa różnica w składzie materiałów, tym większa różnica współczynnika załamania światła i tym niższa przepuszczalność całej ceramiki. Dlatego obszar granicy ziaren przezroczystej ceramiki powinien być cienki, dopasowanie światła jest dobre i nie ma porów , inkluzje, dyslokacje i tak dalej. Materiały ceramiczne z kryształami izotropowymi mogą osiągnąć przepuszczalność liniową podobną do szkła.
4. Wykończenie powierzchni
Na przepuszczalność przezroczystej ceramiki wpływa również chropowatość powierzchni. Chropowatość powierzchni ceramicznej jest związana nie tylko z rozdrobnieniem surowców, ale także z wykończeniem powierzchni ceramicznej. Po spiekaniu powierzchnia nieobrobionej ceramiki ma większą chropowatość, a gdy światło pada na powierzchnię, pojawia się rozproszone odbicie, co prowadzi do utraty światła. Im większa chropowatość powierzchni, tym gorsza przepuszczalność.
Chropowatość powierzchni ceramiki jest związana z rozdrobnieniem surowców. Oprócz wybrania surowców o wysokiej rozdrobnieniu, powierzchnię ceramiki należy przeszlifować i wypolerować. Przepuszczalność przezroczystej ceramiki z tlenku glinu można znacznie poprawić poprzez szlifowanie i polerowanie. Transmisja przezroczystej ceramiki z tlenku glinu po szlifowaniu może ogólnie wzrosnąć z 40% -45% do 50% -60%, a polerowanie może osiągnąć ponad 80%.
Czas publikacji: 18 listopada 2019 r