Gốm sứ trong suốt đã nổi lên như một thực thể hứa hẹn nhiều ứng dụng đa dạng trong nhiều ngành công nghiệp. Bài viết này nhằm mục đích khám phá những đặc tính độc đáo và những tiến bộ gần đây nhất trong chế độ gốm sứ trong suốt. Chúng tôi cũng sẽ thảo luận về cách chuyển đổi mờ đục thành gốm trong suốt và các phương pháp để đạt được mục tiêu đó.
Gốm trong suốt: Một chi tiết
Gốm trong suốt là một nhóm gốm sứ tiên tiến, có khả năng truyền ánh sáng tốt. Chúng không chứa tạp chất trong mạng lưới gây ra hiện tượng tán xạ ánh sáng. Gốm sứ trong suốt được sản xuất bằng công nghệ tiên tiến.
Thành phần của gốm trong suốt
Lý do chính khiến gốm có độ trong suốt như đã nêu ở trên là do sự sắp xếp các nguyên tử trong mạng tinh thể. gốm sứ trong suốt được tạo thành từ Oxit, Cacbua và Nitrua. Phổ biến và được sử dụng rộng rãi nhất là nhôm oxit trong suốt gốm và spinel của magie aluminat. Một loại gốm thú vị khác là garnet gốc ytri của nhôm.
Như đã thảo luận, nó không dễ để sản xuất gốm trong suốt, lý do tại sao quá trình sản xuất được gọi là tiên tiến. Nhiệt độ cao và áp suất thiêu kết gốm tạo ra sự hình thành gốm trong suốt. Một mạng tinh thể dày đặc và mạnh mẽ được hình thành do quá trình này.
Thiêu kết plasma tia lửa điện thường được viết tắt là SPS được áp dụng để sản xuất gốm trong suốtQuy trình này sử dụng dòng điện xung tác động lên bột gốm. Phương pháp này hỗ trợ quá trình thiêu kết diễn ra nhanh chóng, đồng thời làm chậm sự phát triển của các hạt trong mạng tinh thể. Quy trình này đảm bảo gốm có độ trong suốt cao hơn, độ bền cơ học và độ ổn định nhiệt tốt.
Tính chất của gốm trong suốt
Gốm trong suốt sở hữu một loạt các đặc tính mong muốn khiến chúng trở nên hấp dẫn cho nhiều ứng dụng. Các đặc tính đáng chú ý không chỉ là độ trong suốt; chúng còn có độ dẫn nhiệt cao và khả năng kháng hóa chất. Độ cứng của gốm sứ trong suốt khiến chúng hữu ích cho các ứng dụng kính cửa sổ và áo giáp. Bản chất ưu tiên cho quang phổ hồng ngoại và khả kiến giúp chúng hoạt động như vật liệu laser, gốm quang học và chất phát quang.
Tính ổn định nhiệt và khả năng chống ăn mòn là lý do tại sao chúng thường được sử dụng làm lớp lót lò và vật liệu cắt. Chúng cũng được sử dụng trong các ứng dụng y sinh, cấy ghép và thay thế mô.
Ứng dụng của gốm trong suốt
- Việc pha tạp Nd3+ trong gốm trong suốt mang lại những lợi ích thú vị về quang phổ và phát xạ ánh sáng. Các tia laser được tạo ra từ công nghệ này đảm bảo phát xạ liên tục trên phạm vi rộng, cho phép truyền dẫn trong thời gian ngắn.
- Gốm sứ trong suốt là thành phần không thể thiếu trong các thiết bị bảo vệ như áo giáp, kính chống đạn và tấm chắn xe. Chúng có độ cứng tốt và độ ổn định cao hơn mà không ảnh hưởng đến tầm nhìn phía trước.
- Sử dụng PCB gốm sứ trong suốt làm chất nền cho tính chất cách điện và dẫn nhiệt của chúng.
- Chúng cũng được sử dụng trong sản xuất các thực thể tăng cường khả năng chẩn đoán như ống kính chất lượng
Một số ví dụ về gốm trong suốt tốt nhất
Gốm sứ trong suốt Yttrium Nano composite
Yttri Oxit được biết đến với khả năng truyền qua quang phổ hồng ngoại, tử ngoại và khả kiến. Mặc dù tính chất cơ học ở mức trung bình, nhưng chúng có hệ số bức xạ thấp hơn. Các vật liệu composite này vượt trội về khả năng chịu nhiệt và chống va đập.
Gốm sứ trong suốt alumina
ALON hoạt động trong dải phổ UV, hồng ngoại trung bình và khả kiến. Chúng có độ cứng trong khoảng 19,5 GPa và cường độ uốn từ 350 – 700 MPa. AlON có độ cứng tương đương với sapphire và sở hữu các tính chất cơ học vượt trội. Các phương pháp truyền thống có thể là một lựa chọn để chế tạo gốm AlON phức tạp.
Gốm sứ trong suốt gốc MgO
Gốm MgO đáp ứng dải hồng ngoại, giúp chúng hoạt động tốt hơn như cửa sổ lò nung và đầu dò hồng ngoại. Chúng có độ dẫn nhiệt cao, mật độ tương đối thấp và khả năng truyền sáng tốt.
gốm MgAl2O4
Tính chất quang học của MgAl2O4 làm cho vật liệu này có độ trong suốt cao với điểm nóng chảy lớn hơn 2000 độ C. Chúng đang được sử dụng làm mặt nạ bảo vệ cho các ứng dụng quân sự vì điều này sẽ giúp truyền ánh sáng có dải rộng 0,2 – 6 m.
Gốm sứ mờ có ý nghĩa gì?
Tính chất mờ đục của gốm là do ranh giới hạt, các hạt và lỗ rỗng của chúng. Gốm là vật liệu đa tinh thể có hệ số khúc xạ thấp hơn. Điều này là do các hạt hoặc ranh giới hạt làm tán xạ ánh sáng. Việc sử dụng kiểm soát thành phần nghiêm ngặt, giảm độ xốp và tạo ra tính đồng nhất làm cho gốm trong suốt.
Đối xứng lập phương thường có lợi cho gốm trong suốt. Các vật liệu không lập phương như h-BN cũng có thể cho ánh sáng đi qua và do đó tạo ra độ trong mờ cho vật liệu. Đối với silicon carbide lập phương, chúng cũng được chế tạo ở nhiệt độ và áp suất cao nhưng ít bị ảnh hưởng bởi kim cương.
Làm thế nào để chuyển đổi gốm đục thành gốm trong suốt?
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng khác nhau bị bỏ qua trong quá trình sản xuất Gốm trong suốt. Các khía cạnh như bản chất nguyên liệu thô, quy trình thiêu kết, cấu trúc vi mô của vật liệu và quá trình sản xuất sau đó đều quan trọng.
Nguyên liệu thô tự nhiên
Cấu trúc tinh thể hoặc tính đặc biệt của mạng tinh thể
Cấu trúc góp phần tạo nên bản chất của gốm. Ví dụ, gốm đa tinh thể lập phương tán xạ ánh sáng gần giống như thủy tinh thông thường. Các tinh thể có hình dạng khác như tứ giác và tam giác có độ truyền sáng kém hơn do chất lượng giảm dần ở ranh giới hạt.
Độ tinh khiết của nguyên liệu thô
Nhìn chung, gốm trong suốt là loại gốm tinh khiết. Sự phân tán ánh sáng bị ảnh hưởng bởi các điểm yếu. Vì vậy, việc giữ cho các hạt đồng nhất và phân tán tốt là chìa khóa để sản xuất. gốm trong suốt.
Tính chất phân tán
Sự phân tán cũng quan trọng không kém; các hạt sẽ hình thành các khối kết tụ trong cơ chế thiêu kết làm giảm lượng ánh sáng đi qua.
Quá trình thiêu kết
Môi trường thiêu kết
Chân không thường được ưa chuộng để sản xuất gốm trong suốt. Các môi trường khác như không khí bị giữ lại bên trong gốm làm giảm độ trong suốt. Nhìn chung gốm trong suốt của Alumina, Ytri oxit, Zirconia, v.v. được hình thành trong điều kiện chân không.
Nhiệt độ nung và phụ gia
Gốm quang học thường được sản xuất ở nhiệt độ cố định dựa trên bản chất của nguyên liệu thô. Nhiệt độ nung nên được xác định dựa trên khả năng tồn tại và tính chất mong muốn. Phụ gia đảm bảo giảm nhiệt độ thiêu kết. Chúng có thể làm chậm quá trình hình thành ranh giới hạt, loại bỏ lỗ rỗng và giúp làm đặc vật liệu.
Phương pháp hậu sản xuất
Tính chất bề mặt
Độ hoàn thiện bề mặt rất quan trọng để tạo ra độ phản xạ hoặc độ truyền sáng. Độ trong suốt thường giảm khi độ nhám bề mặt tăng.
Men gốm
Gốm tráng men trong suốt hoặc men trong suốt Nói một cách đơn giản, đó là thứ không tạo ra độ mờ đục. Men là lớp phủ được phủ lên đồ gốm để làm cho nó trông cực kỳ hấp dẫn. men trong suốt là một chủ đề phụ thuộc vào nguyên liệu thô và tạp chất mà nó có. Tạp chất càng nhiều, men càng trở nên men gốm trong mờ có khả năng thấm ánh sáng kém hơn.
Nguyên liệu thô để làm men gốm là oxit kim loại, chất trợ dung giúp gốm hóa lỏng. Kết hợp men có thể khác nhau tùy thuộc vào tính chất mong đợi. Men màu như men hồng cũng đang nhận được rất nhiều lời khen ngợi dạo gần đây. Lớp men này tạo ra các bề mặt chức năng riêng biệt với phần thân bên ngoài, nâng tầm diện mạo tổng thể của sản phẩm.
Ảnh: Al2O3 con 6 lớp men ở bên trái có hệ số dòng chảy thấp hơn do hàm lượng Al2O3 và SiO2 cao
Phần kết luận
Bài viết này sẽ trình bày tóm tắt về gốm trong suốt. Gốm trong suốt là một loại gốm tiên tiến, có tầm quan trọng bậc nhất trong thời đại ngày nay nhờ những lợi ích vượt trội. Nó đáp ứng sự tiến bộ của kỹ thuật và khoa học. Bản chất của gốm thay đổi tùy thuộc vào nguyên liệu thô được sử dụng, quy trình thiêu kết và mạng lưới được hình thành.