Сапфіравае акно для высокатэмпературнай печы

Падчас выкарыстання прамысловых печаў і вакуумных камер акно відовішча будзе падвяргацца вельмі высокаму ціску і высокай працоўнай тэмпературы.У мэтах забеспячэння бяспекі эксперыментатараў акно відовішча павінна быць цвёрдым, надзейным, устойлівым да высокіх тэмператур, а таксама мець выдатныя аптычныя ўласцівасці.Сінтэтычны сапфір - ідэальны матэрыял у якасці агляднага акна.

Перавагай сапфіра з'яўляецца трываласць на ціск: ён можа вытрымаць ціск перад разрывам.Сапфір мае трываласць на ціск прыкладна 2 ГПа.Наадварот, сталь мае трываласць на ціск 250 МПа (амаль у 8 разоў менш, чым сапфір), а шкло Gorilla (™) мае трываласць на ціск 900 МПа (менш чым у палову сапфіра).У той жа час сапфір валодае выдатнымі хімічнымі ўласцівасцямі і інэртны амаль да ўсіх хімічных рэчываў, што робіць яго прыдатным для прысутнасці агрэсіўных матэрыялаў.Ён мае вельмі нізкую цеплаправоднасць, 25 Вт·м'(-1) K^(-1), і вельмі нізкі каэфіцыент цеплавога пашырэння 5,8×10^6/C: няма дэфармацыі або пашырэння цеплавых умоў пры высокай або высокай тэмпературы.Якім бы ні быў ваш дызайн, вы можаце пераканацца, што ён мае аднолькавы памер і допускі на глыбіні 100 метраў пад вадой або 40 тысяч на арбіце.

Мы выкарыстоўвалі гэтыя характарыстыкі трываласці і ўстойлівасці да драпін вокнаў у прылажэннях кліентаў, у тым ліку ў вакуумных камерах і высокатэмпературных печах.

Сапфіравае акно для печы мае выдатную прапускальнасць у дыяпазоне ад 300 нм да 5500 нм (ахоплівае ўльтрафіялетавую, бачную і інфрачырвоную вобласці) і дасягае піка пры хуткасці прапускання амаль 90% пры даўжынях хваль ад 300 нм да 500 нм.Сапфір з'яўляецца двайным праламляльным матэрыялам, таму многія яго аптычныя ўласцівасці будуць залежаць ад арыентацыі крышталя.На нармальнай восі яго паказчык праламлення вагаецца ад 1,796 пры 350 нм да 1,761 пры 750 нм, і нават калі тэмпература істотна змяняецца, яна змяняецца вельмі нязначна.З-за добрай прапускальнасці святла і шырокага дыяпазону даўжынь хваль мы часта выкарыстоўваем сапфіравае акно ў інфрачырвоных лінзах у печах, калі больш звычайныя акуляры не падыходзяць.

Вось формула разліку вопыту для таўшчыні сапфіравага вакна:

Th=√(1,1 x P x r² x SF/MR)

дзе:

Th = таўшчыня акна (мм)

P = разліковы ціск (PSI),

r = непадтрымоўваны радыус (мм),

SF = Каэфіцыент бяспекі (ад 4 да 6) (прапанаваны дыяпазон, могуць выкарыстоўвацца іншыя фактары),

MR = Модуль трываласці на разрыў (PSI).Сапфір як 65000PSI

Напрыклад, сапфіравае акно дыяметрам 100 мм і непадтрымоўваным радыусам 45 мм, якое выкарыстоўваецца ў асяроддзі з перападам ціску 5 атмасфер, павінна мець таўшчыню ~3,5 мм (каэфіцыент бяспекі 5).