Jednou z kľúčových vlastností transparentnej keramiky je jej priepustnosť. Keď svetlo prechádza médiom, dôjde k strate svetla a útlmu intenzity v dôsledku absorpcie, povrchového odrazu, rozptylu a lomu média. Tieto útlmy závisia nielen od základného chemického zloženia materiálu, ale aj od mikroštruktúry materiálu. Faktory ovplyvňujúce priepustnosť keramiky budú uvedené nižšie.
1.Pórovitosť keramiky
Príprava transparentnej keramiky má v podstate úplne eliminovať zahusťovanie mikropórov v procese spekania. Veľkosť, počet a typ pórov v materiáloch bude mať významný vplyv na priehľadnosť keramických materiálov. Malé zmeny v pórovitosti môžu výrazne zmeniť priepustnosť materiálov. Štúdie napríklad ukázali, že priehľadnosť sa zníži o 33 %, keď sa uzavretá pórovitosť v keramike zmení z 0,25 % na 0,85 %. Aj keď to môže byť dôsledok konkrétnej situácie, do istej miery môžeme vidieť, že vplyv pórovitosti na priehľadnosť keramiky je priamy a násilný prejav. Ďalšie výskumné údaje ukazujú, že keď je objem prieduchov 3 %, je priepustnosť 0,01 %, a ak je objem prieduchov 0,3 %, priepustnosť je 10 %. Transparentná keramika preto musí zvýšiť svoju hustotu a znížiť pórovitosť, ktorá je zvyčajne viac ako 99,9%. Okrem pórovitosti má na priepustnosť keramiky veľký vplyv aj priemer pórov. Ako je znázornené na obrázku nižšie, vidíme, že priepustnosť je najnižšia, keď sa priemer prieduchov rovná vlnovej dĺžke dopadajúceho svetla.
2. Veľkosť zrna
Veľký vplyv na priepustnosť priehľadnej keramiky má aj zrnitosť keramických polykryštálov. Keď sa vlnová dĺžka dopadajúceho svetla rovná priemeru zrna, rozptyl svetla je najväčší a priepustnosť je najnižšia. Preto, aby sa zlepšila priepustnosť priehľadnej keramiky, veľkosť zrna by mala byť kontrolovaná mimo rozsahu vlnových dĺžok dopadajúceho svetla.
3. Štruktúra hraníc zŕn
Hranica zŕn je jedným z dôležitých faktorov, ktoré ničia optickú homogenitu keramiky a spôsobujú rozptyl svetla a znižujú priepustnosť materiálov. Fázové zloženie keramických materiálov zvyčajne pozostáva z dvoch alebo viacerých fáz, čo môže ľahko viesť k rozptylu svetla na hraničnom povrchu. Čím väčší je rozdiel v zložení materiálov, tým väčší je rozdiel v indexe lomu a tým nižšia je priepustnosť celej keramiky. Preto by oblasť hraníc zŕn priehľadnej keramiky mala byť tenká, svetlo prispôsobené dobre a bez pórov , inklúzie, dislokácie a pod. Keramické materiály s izotropnými kryštálmi môžu dosiahnuť lineárnu priepustnosť podobne ako sklo.
4. Povrchová úprava
Na priepustnosť priehľadnej keramiky má vplyv aj drsnosť povrchu. Drsnosť keramického povrchu súvisí nielen s jemnosťou surovín, ale aj s opracovaním keramického povrchu. Po spekaní má povrch neupravenej keramiky väčšiu drsnosť a pri dopade svetla na povrch dochádza k difúznemu odrazu, čo vedie k strate svetla. Čím väčšia je drsnosť povrchu, tým horšia je priepustnosť.
Drsnosť povrchu keramiky súvisí s jemnosťou surovín. Okrem výberu surovín s vysokou jemnosťou by mal byť povrch keramiky brúsený a leštený. Priepustnosť priehľadnej keramiky z oxidu hlinitého sa dá výrazne zlepšiť brúsením a leštením. Priepustnosť priehľadnej keramiky z oxidu hlinitého po brúsení sa môže vo všeobecnosti zvýšiť zo 40% - 45% na 50% -60% a leštenie môže dosiahnuť viac ako 80%.
Čas odoslania: 18. novembra 2019