Một trong những đặc tính chính của gốm trong suốt là độ truyền qua của nó. Khi ánh sáng truyền qua môi trường, sự mất ánh sáng và suy giảm cường độ sẽ xảy ra do sự hấp thụ, phản xạ bề mặt, tán xạ và khúc xạ của môi trường. Những sự suy giảm này không chỉ phụ thuộc vào thành phần hóa học cơ bản của vật liệu mà còn phụ thuộc vào cấu trúc vi mô của vật liệu. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ truyền qua của gốm sứ sẽ được giới thiệu dưới đây.
1. Độ xốp của gốm sứ
Việc chuẩn bị gốm trong suốt về cơ bản là để loại bỏ hoàn toàn sự cô đặc của lỗ chân lông siêu nhỏ trong quá trình thiêu kết. Kích thước, số lượng và loại lỗ rỗng trong vật liệu sẽ có tác động đáng kể đến độ trong suốt của vật liệu gốm. Những thay đổi nhỏ về độ xốp có thể làm thay đổi đáng kể độ truyền qua của vật liệu. Ví dụ, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng độ trong suốt giảm 33% khi độ xốp khép kín trong gốm sứ thay đổi từ 0,25% xuống 0,85%. Mặc dù đây có thể là kết quả của một tình huống cụ thể, nhưng ở một mức độ nào đó, chúng ta có thể thấy rằng ảnh hưởng của độ xốp đến độ trong suốt của gốm sứ là một biểu hiện trực tiếp và bạo lực. Dữ liệu nghiên cứu khác cho thấy rằng khi thể tích khí khổng là 3% thì độ truyền qua là 0,01% và khi thể tích khí khổng là 0,3% thì độ truyền qua là 10%. Do đó, gốm trong suốt phải tăng mật độ và giảm độ xốp, thường là hơn 99,9%. Bên cạnh độ xốp, đường kính lỗ cũng có ảnh hưởng lớn đến độ truyền qua của gốm sứ. Như thể hiện trong hình bên dưới, chúng ta có thể thấy độ truyền qua thấp nhất khi đường kính của khí khổng bằng bước sóng của ánh sáng tới.
2. Kích thước hạt
Kích thước hạt của đa tinh thể gốm cũng có ảnh hưởng lớn đến độ truyền qua của gốm trong suốt. Khi bước sóng ánh sáng tới bằng đường kính hạt thì hiệu ứng tán xạ của ánh sáng là lớn nhất và độ truyền qua thấp nhất. Do đó, để cải thiện độ truyền qua của gốm trong suốt, kích thước hạt phải được kiểm soát bên ngoài phạm vi bước sóng của ánh sáng tới.
3. Cấu trúc ranh giới hạt
Ranh giới hạt là một trong những yếu tố quan trọng phá hủy tính đồng nhất quang học của gốm và gây ra sự tán xạ ánh sáng và làm giảm độ truyền qua của vật liệu. Thành phần pha của vật liệu gốm thường bao gồm hai hoặc nhiều pha, dễ dẫn đến tán xạ ánh sáng trên bề mặt ranh giới. Sự khác biệt về thành phần của vật liệu càng lớn thì sự chênh lệch về chỉ số khúc xạ càng lớn và độ truyền qua của toàn bộ gốm sứ càng thấp. Do đó, vùng ranh giới hạt của gốm sứ trong suốt phải mỏng, độ phù hợp ánh sáng tốt và không có lỗ chân lông , vùi, trật khớp và như vậy. Vật liệu gốm có tinh thể đẳng hướng có thể đạt được độ truyền qua tuyến tính tương tự như thủy tinh.
4. Hoàn thiện bề mặt
Độ truyền qua của gốm trong suốt cũng bị ảnh hưởng bởi độ nhám bề mặt. Độ nhám của bề mặt gốm không chỉ liên quan đến độ mịn của nguyên liệu thô mà còn liên quan đến độ hoàn thiện gia công của bề mặt gốm. Sau khi thiêu kết, bề mặt gốm sứ chưa được xử lý có độ nhám lớn hơn và sự phản xạ khuếch tán sẽ xảy ra khi ánh sáng chiếu vào bề mặt, dẫn đến mất ánh sáng. Độ nhám của bề mặt càng lớn thì độ truyền qua càng kém.
Độ nhám bề mặt của gốm sứ có liên quan đến độ mịn của nguyên liệu thô. Ngoài việc lựa chọn nguyên liệu thô có độ mịn cao, bề mặt gốm sứ phải được mài và đánh bóng. Độ truyền qua của gốm sứ trong suốt alumina có thể được cải thiện đáng kể bằng cách mài và đánh bóng. Độ truyền qua của gốm trong suốt alumina sau khi mài thường có thể tăng từ 40% -45% lên 50% -60% và khả năng đánh bóng có thể đạt hơn 80%.
Thời gian đăng: Nov-18-2019