Şeffaf seramikler endüstriler genelinde çeşitli uygulamalar vaat eden bir oluşum olarak ortaya çıkmıştır. Makale, benzersiz özellikleri ve rejimdeki en son gelişmeleri incelemeyi amaçlamaktadır. şeffaf seramiklerAyrıca opaklığın nasıl dönüştürüleceğini de tartışacağız. şeffaf seramik ve aynı amaca ulaşmak için metodolojiler.
Şeffaf Seramik: Bir detaylandırma
Şeffaf seramik Gövdelerinden ışığı cömertçe geçiren gelişmiş bir seramik grubudur. Kafeslerinde ışığın dağılmasına neden olan kirlilikler bulunmaz. Şeffaf seramikler ise gelişmiş tekniklerle üretilir.
Şeffaf seramik bileşimi
Daha önce de belirtildiği gibi seramiğin şeffaflığının temel nedeni, kristal kafes içindeki atomların düzenlenmesine atfedilir. şeffaf seramikler Oksitler, Karbürler ve Nitrürlerden oluşur. En popüler ve yaygın olarak kullanılanlar alüminadır. şeffaf seramik ve magnezyum alüminat spineli. Bir diğer ilginç seramik ise itriyum bazlı alümina garnetidir.
Daha önce de tartışıldığı gibi, üretimi kolay değil şeffaf seramikÜretim sürecinin gelişmiş olarak adlandırılmasının nedeni budur. Seramiklerin yüksek sıcaklık ve basınç altında sinterlenmesi, şeffaf seramikBu işlem sonucunda yoğun ve yoğun bir kristal kafes oluşur.
Genellikle SPS olarak kısaltılan kıvılcım plazma sinterlemesi, üretmek için uygulanır şeffaf seramikİşlem, seramik tozu üzerinde darbeli akım kullanır. Bu yöntem, sinterlemeyi hızlandırırken aynı zamanda kafes içindeki tanelerin büyümesini de geciktirir. İşlem, seramiğin iyi mekanik mukavemet ve termal stabiliteye sahip, daha şeffaf olmasını sağlar.
Şeffaf seramiğin özellikleri
Şeffaf seramik Çeşitli uygulamalar için cazip hale getiren çok sayıda istenen özelliğe sahiptir. Öne çıkan özellikler yalnızca şeffaflık değil, aynı zamanda yüksek ısı iletkenliği ve kimyasallara karşı dirençtir. Sertlik şeffaf seramikler Bunları pencere camları ve zırh uygulamaları için kullanışlı hale getirir. Işığın kızılötesi ve görünür spektrumuna olan yatkınlığı, lazer malzemeleri olarak işlev görmelerine yardımcı olur. optik seramikler ve sintilatörler.
Isıl kararlılıkları ve korozyon dirençleri, sıklıkla fırın astarı ve kesme malzemesi olarak kullanılmalarının sebebini oluşturur. Ayrıca biyomedikal uygulamalarda, implantlarda ve doku replasmanı işlemlerinde de kullanılırlar.
Şeffaf seramik uygulaması
- Nd3+'nin dopingi şeffaf seramik İlginç spektroskopik ve ışık emisyonu avantajları sunar. Bu malzemeden üretilen lazerler, geniş bir aralıkta sürekli emisyon sağlayarak kısa sürede iletim sağlar.
- Şeffaf seramikler Zırhlar, kurşun geçirmez camlar ve araç kalkanları gibi koruyucu ekipmanların ayrılmaz bir parçasıdır. Görüş alanından ödün vermeden iyi bir sertlik ve daha yüksek stabilite sunarlar.
- PCB'lerin kullanımı şeffaf seramikler Elektriksel yalıtım ve ısı iletkenliği özelliklerinden dolayı alt tabaka olarak kullanılırlar.
- Ayrıca kaliteli lensler gibi tanı yeteneğini artıran ürünlerin üretiminde de kullanılırlar.
En iyi şeffaf seramik örneklerinden bazıları
İtriyum Nano kompozit şeffaf seramik
İtriyum Oksit, kızılötesi, UV ve görünür ışık spektrumuna geçirgenliğiyle bilinir. Mekanik özellikleri orta düzeyde olmasına rağmen, daha düşük radyasyon katsayısı sunar. Bu kompozitler, sıcaklık ve darbe direnci özellikleriyle üstündür.
Alümina şeffaf seramikler
ALON, UV, orta kızılötesi ve görünür spektrum aralıklarında çalışır. 19,5 GPa sertliğe ve 350-700 MPa arasında değişen eğilme dayanımına sahiptir. AlON, sertlik açısından safirle karşılaştırılabilir ve üstün mekanik özelliklere sahiptir. Karmaşık AlON seramiklerini hazırlamak için geleneksel yöntemler bir seçenek olabilir.
MgO esaslı şeffaf seramikler
MgO seramikleri, kızılötesi aralığına uyum sağlayarak fırın pencereleri ve kızılötesi dedektörleri olarak daha iyi işlev görmelerine yardımcı olur. Yüksek ısı iletkenliğine, nispeten daha düşük yoğunluğa ve iyi ışık geçirgenliğine sahiptirler.
MgAl2O4 seramik
MgAl2O4'ün optik özellikleri, malzemeyi 2000°C'nin üzerinde bir erime noktasına sahip oldukça şeffaf bir malzeme haline getirir. 0,2 - 6 m genişliğindeki bant genişliğine sahip ışığın iletilmesine yardımcı olacağından, askeri uygulamalarda koruyucu maske olarak kullanılmaktadır.
Opak Seramik ne anlama gelir?
Seramiğin opak yapısı, sahip olduğu tane sınırları, tanecikler ve gözeneklerden kaynaklanır. Seramikler, daha düşük kırılma katsayısına sahip polikristalin malzemelerdir. Bunun nedeni, taneciklerin veya sınırların ışığı dağıtmasıdır. Sıkı bir bileşim kontrolü kullanılması, gözenekliliğin azaltılması ve homojenlik sağlanması, seramik şeffaf.
Kübik simetri genellikle şeffaf seramikleri tercih eder. h-BN gibi kübik olmayanlar da ışığı geçirme ve dolayısıyla malzemeye yarı saydamlık kazandırma yeteneği sağlayabilir. Kübik silisyum karbür ise yüksek sıcaklık ve basınç altında üretilir, ancak elmasa pek boyun eğmez.
Opak seramik nasıl şeffaf hale getirilir?
Üretimde göz ardı edilen çeşitli etkili faktörler vardır. Şeffaf seramikHammaddenin niteliği, sinterleme süreci, malzemenin mikro yapısı ve üretim sonrası süreç gibi hususlar önemlidir.
Hammadde doğası
Kristal yapı veya kafes özelliği
Yapı, seramiğin doğasına katkıda bulunur. Örneğin, kübik polikristalin seramik, ışığı neredeyse normal camlar gibi dağıtır. Tetragon ve trigonal gibi diğer geometrideki kristaller, tane sınırlarında kalite bozuldukça daha az geçirgenliğe sahiptir.
Hammaddenin Saflığı
Genellikle şeffaf seramik saftır. Işığın dağılımı zayıf noktalardan etkilenir. Bu nedenle, parçacıkları homojen ve iyi dağılmış halde tutmak, üretimin anahtarıdır. şeffaf seramik.
Dağılma Özelliği
Dispersiyon da aynı derecede önemlidir; parçacık sinterleme mekanizması sırasında ışık geçişini azaltan aglomeralar oluşturmalıdır.
Sinterleme süreci
Sinterleme ortamı
Şeffaf seramik üretmek için genellikle vakum tercih edilir. Hava gibi diğer ortamlar seramiğin içine hapsolur ve bu da şeffaflığı olumsuz etkiler. Genellikle şeffaf seramik Alümina, İtriyum oksit, Zirkonyum vb. gibi malzemelerin vakum şartlarında oluşturulmasıdır.
Ateşleme sıcaklığı ve Katkı Maddesi
Optik seramik Genellikle hammaddenin doğasına bağlı olarak sabit bir sıcaklıkta üretilir. Pişirme sıcaklığı, beklenen canlılık ve özelliğe göre sabitlenmelidir. Katkı maddeleri, sinterleme sıcaklığının düşürülmesini sağlar. Tane sınırı oluşumunu geciktirebilir, boşlukları giderebilir ve malzemenin yoğunlaşmasına yardımcı olabilir.
Üretim sonrası yöntemler
Yüzey Özellikleri
Yüzey kalitesi, yansıma veya geçirgenlik sağlamak için önemlidir. Şeffaflık, yüzey pürüzlülüğü arttıkça genellikle azalır.
Seramik Sır
Şeffaf sırlı seramik veya şeffaf sırlı Basitçe söylemek gerekirse, opaklık vermeyen bir şeydir. Sır, seramiğe son derece çekici bir görünüm kazandırmak için uygulanan kaplamadır. şeffaf sır Hammaddesine ve içerdiği safsızlığa bağlıdır. Safsızlık ne kadar fazlaysa, sır o kadar sert olur. yarı saydam seramik sır ışığa karşı daha az geçirgenliğe sahip.
Seramik sırlarının hammaddesi metal oksitlerdir, akılar seramiğin sıvılaşmasına yardımcı olur. Sır kombinasyonları Beklenen özelliğe bağlı olarak farklılık gösterebilir. Renkli sırlar gibi pembe sır Bu sır, dış gövdeden farklı, işlevsel yüzeyler sunarak ürünün genel görünümünü canlandırır ve bu sayede son zamanlarda çokça iltifat almaktadır.
Resim: Al2O3 6 sırla Sol tarafta yüksek Al2O3 ve SiO2 içeriği nedeniyle daha düşük akış katsayısına sahip
Çözüm
Şeffaf seramik hakkında kısa bir özet yazılmıştır. Şeffaf seramik Üstün faydaları nedeniyle günümüzün en önemli seramiklerinden biridir. Mühendislik ve bilim alanlarında ilerlemeye katkı sağlar. Seramiğin doğası, kullanılan hammaddeye, sinterleme işlemine ve oluşturulan kafese bağlı olarak değişiklik gösterir.