Uma das principais propriedades da cerâmica transparente é a sua transmitância. Quando a luz passa através de um meio, ocorrerá perda de luz e atenuação de intensidade devido à absorção, reflexão superficial, espalhamento e refração do meio. Estas atenuações dependem não apenas da composição química básica do material, mas também da microestrutura do material. Os fatores que afetam a transmitância da cerâmica serão apresentados a seguir.
1.Porosidade da cerâmica
A preparação de cerâmicas transparentes visa essencialmente eliminar completamente a densificação dos microporos no processo de sinterização. O tamanho, número e tipo de poro nos materiais terão um impacto significativo na transparência dos materiais cerâmicos. Pequenas alterações na porosidade podem alterar significativamente a transmitância dos materiais. Por exemplo, estudos mostram que a transparência diminui 33% quando a porosidade fechada na cerâmica passa de 0,25% para 0,85%. Embora isto possa ser resultado de uma situação particular, até certo ponto, podemos perceber que o efeito da porosidade na transparência da cerâmica é uma manifestação direta e violenta. Outros dados de pesquisas mostram que quando o volume estomático é de 3%, a transmitância é de 0,01%, e quando o volume estomático é de 0,3%, a transmitância é de 10%. Portanto, as cerâmicas transparentes devem aumentar sua densidade e diminuir sua porosidade, que costuma ser superior a 99,9%. Além da porosidade, o diâmetro do poro também tem grande influência na transmitância da cerâmica. Conforme mostrado na figura abaixo, podemos ver que a transmitância é menor quando o diâmetro dos estômatos é igual ao comprimento de onda da luz incidente.
2. Tamanho do grão
O tamanho do grão dos policristais cerâmicos também tem grande influência na transmitância da cerâmica transparente. Quando o comprimento de onda da luz incidente é igual ao diâmetro do grão, o efeito de dispersão da luz é maior e a transmitância é mais baixa. Portanto, para melhorar a transmitância da cerâmica transparente, o tamanho do grão deve ser controlado fora da faixa de comprimento de onda da luz incidente.
3. Estrutura limite de grãos
O limite do grão é um dos fatores importantes que destroem a homogeneidade óptica da cerâmica e causam dispersão da luz e diminuem a transmitância dos materiais. A composição de fases dos materiais cerâmicos geralmente consiste em duas ou mais fases, o que pode facilmente levar à dispersão da luz na superfície limite. Quanto maior a diferença na composição dos materiais, maior a diferença no índice de refração e menor a transmitância de toda a cerâmica. Portanto, a região do limite do grão da cerâmica transparente deve ser fina, a correspondência de luz é boa e não há poros , inclusões, deslocamentos e assim por diante. Materiais cerâmicos com cristais isotrópicos podem atingir transmitância linear semelhante à do vidro.
4. Acabamento de superfície
A transmitância da cerâmica transparente também é afetada pela rugosidade da superfície. A rugosidade da superfície cerâmica está relacionada não apenas à finura das matérias-primas, mas também ao acabamento usinado da superfície cerâmica. Após a sinterização, a superfície da cerâmica não tratada apresenta maior rugosidade, e a reflexão difusa ocorrerá quando a luz incide na superfície, o que levará à perda de luz. Quanto maior for a rugosidade da superfície, pior será a transmitância.
A rugosidade superficial da cerâmica está relacionada à finura das matérias-primas. Além de selecionar matérias-primas de alta finura, a superfície da cerâmica deve ser lixada e polida. A transmitância da cerâmica transparente de alumina pode ser bastante melhorada por retificação e polimento. A transmitância da cerâmica transparente de alumina após a retificação geralmente pode aumentar de 40%-45% para 50%-60%, e o polimento pode atingir mais de 80%.
Horário da postagem: 18 de novembro de 2019