Şeffaf seramiklerin en önemli özelliklerinden biri geçirgenliğidir. Işık bir ortamdan geçtiğinde ortamın soğurulması, yüzey yansıması, saçılması ve kırılması nedeniyle ışık kaybı ve yoğunluk zayıflaması meydana gelecektir. Bu zayıflamalar yalnızca malzemenin temel kimyasal bileşimine değil aynı zamanda malzemenin mikro yapısına da bağlıdır. Aşağıda seramiğin geçirgenliğini etkileyen faktörler tanıtılacaktır.
1.Seramiklerin gözenekliliği
Şeffaf seramiklerin hazırlanması esas olarak sinterleme işleminde mikro gözeneklerin yoğunlaşmasını tamamen ortadan kaldırmaktır. Malzemelerdeki gözeneklerin boyutu, sayısı ve türü, seramik malzemelerin şeffaflığı üzerinde önemli bir etkiye sahip olacaktır. Gözeneklilikteki küçük değişiklikler, malzemelerin geçirgenliğini önemli ölçüde değiştirebilir. Örneğin, seramiklerde kapalı gözeneklilik %0,25'ten %0,85'e değiştiğinde şeffaflığın %33 azaldığı yapılan çalışmalarla gösterilmiştir. Her ne kadar bu belirli bir durumun sonucu olsa da, bir dereceye kadar gözenekliliğin seramiğin şeffaflığı üzerindeki etkisinin doğrudan ve şiddetli bir tezahür olduğunu görebiliriz. Diğer araştırma verileri, stoma hacmi %3 olduğunda geçirgenliğin %0,01 olduğunu ve stoma hacmi %0,3 olduğunda geçirgenliğin %10 olduğunu göstermektedir. Bu nedenle şeffaf seramiklerin yoğunluğunu artırması ve genellikle %99,9'un üzerinde olan gözenekliliğini azaltması gerekir. Gözenekliliğin yanı sıra gözenek çapının da seramiğin geçirgenliği üzerinde büyük etkisi vardır. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, stoma çapının gelen ışığın dalga boyuna eşit olduğu durumlarda geçirgenliğin en düşük olduğunu görebiliriz.
2. Tane büyüklüğü
Seramik polikristallerin tane boyutu da şeffaf seramiklerin geçirgenliği üzerinde büyük etkiye sahiptir. Gelen ışığın dalga boyu tane çapına eşit olduğunda ışığın saçılma etkisi en büyük, geçirgenliği ise en düşük olur. Bu nedenle şeffaf seramiklerin geçirgenliğini arttırmak için tane boyutunun, gelen ışığın dalga boyu aralığı dışında kontrol edilmesi gerekir.
3. Tane sınır yapısı
Tane sınırı, seramiğin optik homojenliğini bozan, ışık saçılımına neden olan ve malzemelerin geçirgenliğini azaltan önemli faktörlerden biridir. Seramik malzemelerin faz bileşimi genellikle iki veya daha fazla fazdan oluşur ve bu durum sınır yüzeyinde kolaylıkla ışık saçılımına yol açabilir. Malzemelerin bileşimindeki farklılık ne kadar büyükse, kırılma indisindeki fark da o kadar büyük olur ve tüm seramiğin geçirgenliği o kadar düşük olur. Bu nedenle şeffaf seramiklerin tane sınır bölgesi ince olmalı, ışık uyumu iyi olmalı ve gözenek olmamalıdır. , kapanımlar, çıkıklar vb. İzotropik kristallere sahip seramik malzemeler, camınkine benzer doğrusal geçirgenlik elde edebilir.
4. Yüzey kalitesi
Şeffaf seramiklerin geçirgenliği yüzey pürüzlülüğünden de etkilenir. Seramik yüzeyin pürüzlülüğü sadece hammaddelerin inceliğiyle değil aynı zamanda seramik yüzeyin işlenmiş yüzeyiyle de ilgilidir. Sinterlemeden sonra, işlenmemiş seramiklerin yüzeyi daha büyük bir pürüzlülüğe sahip olur ve yüzeye ışık geldiğinde dağınık yansıma meydana gelir ve bu da ışık kaybına neden olur. Yüzeyin pürüzlülüğü ne kadar büyük olursa geçirgenlik de o kadar kötü olur.
Seramiğin yüzey pürüzlülüğü hammaddenin inceliğiyle ilgilidir. Yüksek incelikte hammaddelerin seçilmesinin yanı sıra seramiğin yüzeyinin taşlanması ve cilalanması gerekir. Alümina şeffaf seramiklerin geçirgenliği taşlama ve cilalama ile büyük ölçüde geliştirilebilir. Alümina şeffaf seramiklerin taşlama sonrası geçirgenliği genellikle %40-%45'ten %50-%60'a kadar artabilir ve cilalama %80'in üzerine çıkabilir.
Gönderim zamanı: 18 Kasım 2019