مشکلات فرآیند سرامیک های شفاف

سرامیک های شفاف به عنوان یک ماده با تکنولوژی بالا، چشم انداز کاربرد گسترده ای در زمینه های اپتیک، الکترونیک، هوا فضا و سایر زمینه ها دارند. با این حال، در فرآیند تهیه سرامیک شفاف مشکلات زیادی وجود دارد که عمدتاً در جنبه های زیر منعکس می شود:

1. ذوب در دمای بالا: تهیه سرامیک های شفاف مستلزم ذوب شدن مواد خام به فاز شیشه ای شفاف در دماهای بالا، معمولاً تا 1700 درجه سانتیگراد یا بالاتر است. در این فرآیند، دما و زمان ذوب باید کنترل شود تا از تولید ناخالصی ها و تبلور جلوگیری شود و در عین حال از یکنواختی و شفافیت فاز شیشه اطمینان حاصل شود.

2. حذف حباب ها: در طول فرآیند آماده سازی سرامیک های شفاف، تولید حباب یک مشکل رایج است. این حباب ها می توانند در داخل سرامیک عیوب ایجاد کنند و بر خواص نوری و استحکام مکانیکی آن تأثیر بگذارند. برای از بین بردن حباب ها، فرآیندها و تجهیزات مخصوص گاز زدایی مانند گاز زدایی خلاء، حفاظت از گاز بی اثر و غیره مورد نیاز است. در فرآیند آماده سازی سرامیک های شفاف، حذف حباب های هوا یک مرحله کلیدی است.

3. کنترل دقیق ترکیب: ترکیب سرامیک های شفاف تاثیر مهمی بر خواص نوری و مکانیکی آن دارد. به منظور تهیه سرامیک شفاف با کیفیت بالا، نسبت مواد اولیه و خلوص مواد اولیه باید دقیقاً کنترل شود تا اطمینان حاصل شود که در طول فرآیند آماده سازی ثابت می مانند.

4. دمای تف جوشی: دمای تف جوشی سرامیک های شفاف برای چگالی و خواص نوری آن بسیار مهم است. اگر دما خیلی بالا باشد، سرامیک متبلور می شود یا ناخالصی های دیگری تولید می کند. اگر دما خیلی پایین باشد، پخت ناقص یا چگالی ناکافی خواهد بود.

5. دقت ابعادی: سرامیک های شفاف برای اطمینان از خواص نوری و مکانیکی خود باید دقت ابعادی بالایی را در طول فرآیند آماده سازی حفظ کنند. این امر مستلزم کنترل دقیق فرآیند آماده سازی، مانند طراحی و پردازش قالب، فشار قالب گیری و غیره است. در عین حال، سرعت انقباض سرامیک ها باید در طول فرآیند پخت کنترل شود تا از دقت ابعادی محصول نهایی اطمینان حاصل شود.
اندازه ذرات مواد اولیه: اندازه ذرات مواد اولیه سرامیک شفاف تأثیر مستقیمی بر دقت ابعاد آن دارد. اگر توزیع اندازه ذرات مواد اولیه ناهموار باشد، اندازه محصولات سرامیکی ناپایدار خواهد بود. بنابراین، مواد اولیه با توزیع اندازه ذرات یکنواخت و اندازه ذرات مناسب باید در حین تولید انتخاب و به شدت غربال شوند.

فرآیند قالب‌گیری: فرآیند قالب‌گیری یک پیوند کلیدی است که بر دقت ابعادی سرامیک‌های شفاف تأثیر می‌گذارد. روش های مختلف قالب گیری (مانند ریخته گری، اکستروژن، تزریق و غیره) اثرات متفاوتی بر دقت ابعاد دارند. هنگام انتخاب فرآیند قالب گیری، باید یک انتخاب معقول بر اساس شکل محصول، الزامات دقت ابعادی و اندازه دسته تولید انجام شود.

سیستم پخت: پخت بخش مهمی از تولید سرامیک های شفاف است. یک سیستم پخت مناسب برای بهبود دقت ابعادی سرامیک های شفاف بسیار مهم است. منحنی دما، زمان پخت، اتمسفر پخت و سایر عوامل بر دقت ابعادی سرامیک های شفاف تأثیر می گذارد. در طول تولید، یک سیستم شلیک معقول باید بر اساس وضعیت واقعی فرموله شود و فرآیند شلیک باید در زمان واقعی نظارت شود تا از اجرای پایدار سیستم شلیک اطمینان حاصل شود.

تجهیزات و ابزار: دقت تجهیزات و ابزار تولید نیز بر دقت ابعادی سرامیک های شفاف تأثیر خواهد گذاشت. به عنوان مثال دقت قالب ها، ابزارهای برش و … به طور مستقیم بر اندازه محصولات سرامیکی تاثیر می گذارد.

بازرسی و کنترل کیفیت: به منظور اطمینان از دقت ابعادی سرامیک های شفاف، باید یک سیستم بازرسی و کنترل کیفیت کامل در طول فرآیند تولید ایجاد شود.

6. سرعت خنک شدن: در طول فرآیند آماده سازی سرامیک های شفاف، سرعت سرد شدن تاثیر مهمی بر ساختار داخلی آن دارد. سرد شدن خیلی سریع ممکن است باعث ایجاد تنش داخلی یا ترک شود، در حالی که سرد شدن خیلی آهسته ممکن است باعث کریستال شدن یا سایر ناخالصی ها شود.

در فرآیند آماده سازی سرامیک های شفاف مشکلات زیادی وجود دارد و جنبه های متعددی مانند مواد اولیه، فرآیندها، تجهیزات و محیط آماده سازی باید به طور جامع در نظر گرفته شود. فقط از طریق نوآوری مداوم تکنولوژیکی و انباشت تجربه عملی می توان مواد سرامیکی شفاف با کیفیت بالا تهیه کرد.