Transparante keramiek is uitgegroeid tot een entiteit die een breed scala aan toepassingen in verschillende sectoren belooft. Het artikel beoogt unieke eigenschappen en de meest recente ontwikkelingen in het regime van transparante keramiekWe zullen ook bespreken hoe je ondoorzichtige kleuren kunt omzetten in transparant keramiek en methodologieën om hetzelfde te bereiken.
Transparante keramiek: een detaillering
Transparant keramiek Vormt een groep geavanceerde keramische materialen die licht goed doorlaten. Ze missen de onzuiverheden in het rooster die lichtverstrooiing veroorzaken. Transparante keramische materialen worden vervaardigd met behulp van geavanceerde technieken.
Samenstelling van transparant keramiek
De belangrijkste reden voor de transparantie van keramiek, zoals reeds aangehaald, wordt toegeschreven aan de rangschikking van atomen in het kristalrooster. transparante keramiek Bestaan uit oxiden, carbiden en nitriden. De meest populaire en meest gebruikte zijn aluminiumoxide. transparant keramiek en de spinel van magnesiumaluminaat. Een ander interessant keramiektype is yttrium-gebaseerd granaat van aluminiumoxide.
Zoals reeds besproken is het niet eenvoudig om te produceren transparant keramiek, de reden waarom het productieproces geavanceerd wordt genoemd. Het sinteren van keramiek bij hoge temperatuur en druk leidt tot de vorming van transparant keramiekDoor dit proces ontstaat een dicht en intens kristalrooster.
Vaak wordt vonkplasma sinteren, afgekort als SPS, toegepast om transparant keramiekHet proces maakt gebruik van gepulseerde stroom op het keramische poeder. Deze methode bevordert het snelle sinteren en vertraagt tevens de groei van korrels in het rooster. Het proces garandeert keramiek met verhoogde transparantie, goede mechanische sterkte en thermische stabiliteit.
Eigenschappen van transparant keramiek
Transparant keramiek heeft een enorm scala aan gewenste eigenschappen die ze aantrekkelijk maken voor diverse toepassingen. De opvallende eigenschappen zijn niet alleen transparantie; ze hebben ook een hoge thermische geleidbaarheid en chemische bestendigheid. De hardheid van de transparante keramiek maakt ze geschikt voor toepassingen in ruiten en pantsertoepassingen. De gunstige eigenschappen voor infrarood en zichtbaar lichtspectrum helpen ze te functioneren als lasermaterialen. optische keramiek en scintillatoren.
Ze worden vaak gebruikt als ovenbekleding en snijmateriaal vanwege hun thermische stabiliteit en corrosiebestendigheid. Daarnaast worden ze ook gebruikt in biomedische toepassingen, implantaten en weefselvervanging.
Toepassing van transparant keramiek
- De doping van Nd3+ in transparant keramiek Biedt interessante spectroscopische en lichtemissievoordelen. De lasers die hiermee worden gemaakt, zorgen voor continue emissie over een breed bereik en transmissie in korte tijd.
- Transparante keramiek Is een integraal onderdeel van beschermende uitrusting zoals pantser, kogelwerende ramen en voertuigschilden. Ze bieden een goede hardheid en hogere stabiliteit zonder afbreuk te doen aan het zicht.
- PCB's gebruiken transparante keramiek als substraten voor hun eigenschappen van elektrische isolatie en warmtegeleiding.
- Ze worden ook gebruikt bij de productie van entiteiten die de diagnostische mogelijkheden verbeteren, zoals kwaliteitslenzen
Enkele beste voorbeelden van transparante keramiek
Yttrium Nano composiet helder keramiek
Yttriumoxide staat bekend om zijn transmissie voor infrarood, uv-licht en het zichtbare spectrum. Hoewel de mechanische eigenschappen matig zijn, hebben ze een lagere stralingscoëfficiënt. Deze composieten zijn superieur in temperatuur- en schokbestendigheid.
Alumina transparante keramiek
ALON werkt in het UV-, midden-infrarood- en zichtbare spectrum. Ze hebben een hardheid van 19,5 GPa en een buigsterkte van 350 tot 700 MPa. AlON is qua hardheid vergelijkbaar met saffier en bezit superieure mechanische eigenschappen. Traditionele methoden kunnen een optie zijn om de complexe AlON-keramiek te bereiden.
MgO-gebaseerde transparante keramiek
MgO-keramiek is geschikt voor het infraroodbereik, waardoor het beter functioneert als ovenvenster en infrarooddetector. Het heeft een hoge thermische geleidbaarheid, een relatief lage dichtheid en een goede lichttransmissie.
MgAl2O4-keramiek
De optische eigenschappen van MgAl2O4 maken het materiaal zeer transparant met een smeltpunt boven 2000 °C. Ze worden gebruikt als beschermingsmaskers voor militaire toepassingen, omdat ze helpen bij de overdracht van licht met een bandbreedte van 0,2 tot 6 m.
Wat betekent opake keramiek?
De ondoorzichtigheid van keramiek komt door de korrelgrenzen, korrels en poriën die het heeft. Keramiek is een polykristallijn materiaal met een lagere brekingscoëfficiënt. Dit komt doordat de korrels of de grenzen het licht verstrooien. Door strikte samenstellingscontrole, het verminderen van porositeit en het creëren van homogeniteit, wordt het... keramisch transparant.
Kubische symmetrie geeft vaak de voorkeur aan transparant keramiek. Niet-kubische materialen zoals h-BN kunnen ook licht doorlaten en daardoor doorschijnendheid aan het materiaal verlenen. Wat betreft kubisch siliciumcarbide, dit wordt ook onder hoge temperatuur en druk bereid, maar is weinig gevoelig voor diamant.
Hoe transformeer je opake keramiek naar transparant?
Er zijn verschillende invloedrijke factoren die over het hoofd worden gezien bij de productie van Transparant keramiekAspecten zoals de aard van de grondstof, het sinterproces, de microstructuur van het materiaal en de nabewerking zijn van belang.
Aard van de grondstof
Kristalstructuur of de specialiteit van rooster
De structuur draagt bij aan de aard van keramiek. Zo verstrooit kubisch polykristallijn keramiek licht bijna net zo als normaal glas. Kristallen met een andere geometrie, zoals tetragonaal en trigonaal, hebben een lagere transmissie naarmate de kwaliteit bij de korrelgrenzen afneemt.
Zuiverheid van de grondstof
Transparant keramiek is over het algemeen zuiver. De lichtverspreiding wordt beïnvloed door de zwakke punten. Het homogeen en goed verspreid houden van de deeltjes is dus de sleutel tot het produceren van... transparant keramiek.
Dispersie-eigenschap
Dispersie is eveneens belangrijk; de deeltjes moeten tijdens het sintermechanisme agglomeraten vormen, waardoor de lichtdoorlaat wordt verminderd.
Het proces van sinteren
Sintermedium
Vacuüm wordt vaak gebruikt om transparant keramiek te produceren. Andere media, zoals lucht, raken in het keramiek opgesloten, wat de transparantie negatief beïnvloedt. transparant keramiek van aluminiumoxide, yttriumoxide, zirkonia etc. wordt gevormd onder vacuümomstandigheden.
Brandtemperatuur en additief
Optische keramiek Wordt vaak geproduceerd op een temperatuur die is vastgesteld op basis van de aard van de grondstof. De baktemperatuur moet worden vastgesteld op basis van de levensvatbaarheid en de verwachte eigenschappen. Additieven zorgen ervoor dat de sintertemperatuur wordt verlaagd. Ze kunnen de vorming van korrelgrenzen vertragen, holtes verwijderen en helpen het materiaal te verdichten.
Post-productiemethoden
Oppervlakte-eigenschappen
Oppervlakteafwerking is belangrijk voor reflectie of transmissie. De transparantie neemt vaak af naarmate de oppervlakteruwheid toeneemt.
Keramisch glazuur
Helder geglazuurd keramiek of transparant geglazuurd Simpel gezegd is glazuur iets dat geen dekking geeft. Glazuur verwijst naar de coating die op keramiek wordt aangebracht om het er extreem aantrekkelijk uit te laten zien. transparante glazuur is afhankelijk van de grondstof en de onzuiverheid die het bevat. Hoe meer onzuiverheid, hoe dunner het glazuur wordt. doorschijnend keramisch glazuur met minder lichtdoorlatendheid.
De grondstof voor keramische glazuren zijn metaaloxiden. De smeltmiddelen dragen bij aan het vloeibaar maken van het keramiek. Glazuurcombinaties kan verschillen afhankelijk van de verwachte eigenschap. Kleurrijke glazuren zoals roze glazuur Krijgen tegenwoordig ook veel complimenten. Deze glazuur zorgt voor functionele oppervlakken die zich onderscheiden van de buitenkant en verbetert de algehele uitstraling van het product.
Foto: Al2O3 met 6 glazuren links met een lagere stroomcoëfficiënt vanwege een hoog Al2O3- en SiO2-gehalte
Conclusie
Er wordt een kort overzicht over transparant keramiek geschreven. Transparant keramiek is een geavanceerde keramieksoort die tegenwoordig van het grootste belang is vanwege de superieure voordelen. Het draagt bij aan de vooruitgang in techniek en wetenschap. De aard van keramiek varieert afhankelijk van de gebruikte grondstof, het sinterproces en het gevormde rooster.