Ena ključnih lastnosti transparentne keramike je njena prepustnost. Ko svetloba prehaja skozi medij, pride do izgube svetlobe in oslabitve zaradi absorpcije, površinskega odboja, sipanja in loma medija. Ta oslabitve niso odvisne samo od osnovne kemijske sestave materiala, ampak tudi od mikrostrukture materiala. V nadaljevanju bomo predstavili dejavnike, ki vplivajo na prepustnost keramike.
1.Poroznost keramike
Priprava prozorne keramike je v bistvu popolna odprava zgostitve mikropor v procesu sintranja. Velikost, število in vrsta por v materialih bo pomembno vplivala na prosojnost keramičnih materialov. Majhne spremembe v poroznosti lahko bistveno spremenijo prepustnost materialov. Študije so na primer pokazale, da se prosojnost zmanjša za 33 %, ko se zaprta poroznost v keramiki spremeni z 0,25 % na 0,85 %. Čeprav je to lahko posledica določene situacije, lahko do neke mere opazimo, da je učinek poroznosti na prosojnost keramike neposredna in silovita manifestacija. Drugi raziskovalni podatki kažejo, da je prepustnost pri volumnu želc 3 % 0,01 %, pri volumnu želic 0,3 % pa prepustnost 10 %. Zato mora transparentna keramika povečati svojo gostoto in zmanjšati poroznost, ki je običajno več kot 99,9 %. Poleg poroznosti ima velik vpliv na prepustnost keramike tudi premer por. Kot je prikazano na spodnji sliki, lahko vidimo, da je prepustnost najmanjša, ko je premer želc enak valovni dolžini vpadne svetlobe.
2. Velikost zrn
Velik vpliv na prepustnost prozorne keramike ima tudi velikost zrn keramičnih polikristalov. Ko je valovna dolžina vpadne svetlobe enaka premeru zrna, je učinek sipanja svetlobe največji in prepustnost najmanjša. Zato je treba za izboljšanje prepustnosti prozorne keramike nadzorovati velikost zrn zunaj območja valovnih dolžin vpadne svetlobe.
3. Struktura zrnate meje
Meja zrn je eden od pomembnih dejavnikov, ki rušijo optično homogenost keramike in povzročajo sipanje svetlobe ter zmanjšujejo prepustnost materialov. Fazna sestava keramičnih materialov je običajno sestavljena iz dveh ali več faz, kar lahko hitro povzroči sipanje svetlobe na mejni površini. Večja kot je razlika v sestavi materialov, večja je razlika v lomnem količniku in nižja je prepustnost celotne keramike. Zato mora biti območje meje zrn prozorne keramike tanko, ujemanje svetlobe je dobro in ni por , vključki, dislokacije in tako naprej. Keramični materiali z izotropnimi kristali lahko dosežejo podobno linearno prepustnost kot steklo.
4. Površinska obdelava
Na prepustnost transparentne keramike vpliva tudi hrapavost površine. Hrapavost keramične površine ni povezana samo s finostjo surovin, ampak tudi s strojno obdelano površino keramične površine. Po sintranju ima površina neobdelane keramike večjo hrapavost, pri vpadu svetlobe na površino pa pride do difuznega odboja, kar povzroči izgubo svetlobe. Večja kot je hrapavost površine, slabša je prepustnost.
Površinska hrapavost keramike je povezana s finostjo surovin. Poleg izbire surovin visoke finosti je treba površino keramike brusiti in polirati. Prepustnost prozorne keramike iz aluminijevega oksida je mogoče močno izboljšati z brušenjem in poliranjem. Prepustnost prozorne keramike iz aluminijevega oksida po brušenju se lahko na splošno poveča s 40% -45% na 50% -60%, poliranje pa lahko doseže več kot 80%.
Čas objave: 18. nov.-2019