Оптикалык материалдардагы глинозем порошогунун өзгөчө натыйжалуулугу
Глинозем жөнүндө сөз болгондо, көп адамдар алгач оптиканын тактыгы жана жогорку класстагы тармагына тиешеси жок ак, катуу өнөр жай чийки затын элестетиши мүмкүн. Ишенсеңиз да, ишенбесеңиз да, бул өтө эле баалабагандык. Аны толук түшүнүп, өздөштүргөндөн кийин, айрыкча порошок түрүндөгү өтө тазалыкка жана так башкарууга жеткенден кийин, анын оптикалык дүйнөдөгү ролу чындап эле укмуштуудай болуп, аны "жөнөкөй күч" кылат.
I. “Кайраттуу жигиттен” “Ачык-айкын” тасмага чейин: Укмуштуудай трансформация
Муну баарыбыз билебизглиноземанын кадыр-барктуу аталышы бар — корунд, Моос боюнча 9 катуулугу менен, бриллианттан кийинки экинчи орунда турат, бул аны чыныгы "чыдамкай жигит" кылат. Ал сапфир жана рубин сыяктуу баалуу асыл таштардын негизги компоненти. Бирок, оптикалык материалдарда негизги максат катуулук эмес, "тунуктук" — жакшы жарык өткөрүмдүүлүгү, тазалыгы жана туруктуулугу.
Дал ушул жерде технология пайда болот. Жогорку тазалыктагы алюминийди көзөмөлдөнгөн күйүү жана атайын гидролиз ыкмалары сыяктуу өнүккөн даярдоо процесстери аркылуу биз өтө майда жана өтө бирдей формадагы алюминийди ала алабыз.глинозем порошогутазалыгы 99,99% же ал тургай 99,999% га чейин. Тазалыктын бул жакшырышын баалабай койбоңуз; бул кир дарыя суусун тунук тоо булагынын суусуна айландырып, кошулмаларды дээрлик жокко эсе деңгээлге чейин азайтканга окшош. Бул жогорку тазалыктагы порошокту баштапкы материал катары колдонуп, калыпка салып жана бышыргандан кийин, биз жарык өткөрүмдүүлүгү эң сонун болгон глинозем керамикасын даярдай алабыз.
Бул керамика мындан ары тунук эмес "одоно жигит" эмес, тунук же дээрлик тунук "мырза" болуп калды. Ага жарык тийгенде, ал көпчүлүк көрүнгөн жана инфракызыл жарыктын өтүшүнө мүмкүндүк берет, ошол эле учурда алюминий кычкылынын жогорку бекемдигин, жогорку катуулукту, коррозияга туруктуулугун жана жогорку температурага туруктуулугун сактап калат. Бул "кош максаттуу" мүнөздөмө анын оптикалык материалдар үй-бүлөсүндө тез эле орношуна мүмкүндүк берди.
II. Практикалык колдонмолор чыныгы күчтү ачып берет: бир нече негизги багыттардын тиректери
Сүйлөшүү арзан. Мыкты аткарууглинозем порошогуоптикалык материалдарда реалдуу дүйнөдөгү сыноолордун натыйжасы болуп саналат. Муну көрсөтүү үчүн күнүмдүк жашообуздан жана өнөр жай тармактарынан бир нече мисалдарды карап көрөлү.
1. Натрий лампалары: Түндү жарык кылган "тунук соот"
Түнкүсүн шаарлардагы жаркыраган көчө чырактарынын көбү жогорку басымдагы натрий лампалары. Жаркыраган түтүктөр кадимки айнек эмес, тунук керамикалык түтүк экенин байкадыңыз беле? Бул жердеги эң негизги каарман - алюминий кычкылынын керамикасы.
Эмне үчүн? Биринчиден, натрий буусу жогорку температура жана басым астында өтө коррозиялык касиетке ээ; кадимки айнек жөн гана ага туруштук бере албайт жана бир нече күндүн ичинде "өлүп" калат.Глинозем керамикасыэкинчи жагынан, ал өзүнөн өзү коррозияга туруктуу, натрий буусунун "кыйынчылыгына" туруштук бере алат. Экинчиден, ал миңдеген градус Цельсийге жеткен температурада узак убакыт бою туруктуу иштеши керек, мында алюминий оксидинин жогорку температурага туруктуулугу пайдалуу болот. Эң негизгиси, ал көрүнгөн жарыктын натыйжалуу өтүшүнө мүмкүндүк бериши керек, ошол эле учурда натрий буусу менен реакцияга кирбеши керек. Көрүнүп тургандай, жогорку бекемдик, жогорку коррозияга туруктуулук, жогорку температурага туруктуулук жана тунуктук — бул катуу талаптар айкалышып, алюминий оксидинин керамикасын дээрлик жалгыз ылайыктуу вариант кылат. Мунун баарынын негизинде кылдаттык менен тандалып алынган жана кылдаттык менен даярдалган жогорку таза алюминий оксидинин порошогу турат.
2. Инфракызыл терезелер жана каптамалар: Ракеталардын жана детекторлордун "жаркыраган көздөрү"
Аскердик жана аэрокосмостук тармактарда ракета издегичтер жана бийик тоолуу, жогорку ылдамдыктагы унаалардын инфракызыл аныктоо системалары коргоочу калканды, же "терезе" же "жапкычты" талап кылат. Буга коюлган талаптар андан да жогору: ал жогорку ылдамдыктагы аба агымынын эрозиясына жана жамгыр тамчылары менен чаңдын таасирине туруштук бере тургандай бекем гана болбостон, ошондой эле белгилүү бир толкун узундуктарында инфракызыл нурду өткөрүп, ички детекторлорго тышкы дүйнөнү "көрүүгө" мүмкүндүк бериши керек.
Дал ушул жерде тунук же тунук алюминий кычкылынан жасалган керамика кайрадан өзгөчөлөнүп турат. Анын катуулугу катаал чөйрөнүн эрозиясына туруштук берүүгө жетиштүү, ал эми инфракызыл нурларды өткөрүү жөндөмдүүлүгү, айрыкча орто жана алыскы инфракызыл тилкелерде эң сонун. Кең түнкү асманда учуп бараткан ракетаны элестетиңиз. Анын "көздөрү" - алюминий кычкылынан жасалган каптама, ал ички так оптикалык системаны коргойт жана ракетаны бутага так багыттайт. Бул оор жоопкерчилик кадимки материалдардын мүмкүнчүлүктөрүнөн тышкары.
3. Жогорку класстагы субстраттар жана түзүлүштөр: Интегралдык микросхемалардын оптикалык дүйнөсүнүн "катуу баскычы"
Технологиялык жетишкендиктердин өнүгүшү менен, светодиоддор, лазерлер жана оптикалык сенсорлор сыяктуу түзүлүштөр иштеши үчүн көп учурда өтө туруктуу, жалпак, изоляциялоочу жана жылуулук өткөрүүчү "баскычты" талап кылат. Алюминий кычкылынын керамикалык субстраттары бул идеалдуу "баскыч".
Ошо сыяктуу эле, бул "сахнанын" сапаты анын "кыштарынын" сапатынан түздөн-түз көз каранды —глинозем порошогуЖогорку порошок тазалыгы синтезделген субстратта жылмакай, күзгү сымал бетти пайда кылат, жарыктын чагылышын жана өткөрүмдүүлүктүн тоскоолдуктарын минималдаштырат; бирдей жана майда порошок бөлүкчөлөрү тыгыз синтезделген түзүлүштү камсыз кылат, тешикчелерден жана башка кемчиликтерден таза, натыйжада эң сонун электрдик изоляция жана жылуулук өткөрүмдүүлүгү пайда болот. Уюлдук телефондорубуздагы татаал схемалар алюминий кычкылынын керамикалык субстраттарына байланыштуу болушу мүмкүн, бирок алар көрүнбөй калат. III. Эмне үчүн? Анын ички "ийгилиги" жөнүндө сүйлөшөлү.
Ушунча көп колдонулушун талкуулагандан кийин, келгиле, алюминий кычкылы порошогунун эмне үчүн мынчалык мыкты экенин кайрадан карап чыгалы. Акыр-аягы, бул оптикалык материалдардын негизги талаптарына толук жооп берген бир катар мыкты касиеттеринин аркасында:
Башкарылуучу оптикалык көрсөткүчтөр: порошоктун тазалыгын, бөлүкчөлөрдүн өлчөмүн жана бышыруу процессин көзөмөлдөө менен, ультрафиолет, көрүнгөн жана инфракызыл тилкелердеги акыркы керамикалык продуктунун өткөрүмдүүлүгүн жана сынуу көрсөткүчүн так башкарууга болот.
Мыкты механикалык күч: Жогорку катуулук, жогорку бекемдик жана жогорку бышыктык аны ийкемдүү кылат жана узак кызмат мөөнөтүн камсыз кылат.
Туруктуулуктагы химиялык касиеттери: Өтө туруктуу, кислоталар, щелочтор, туздар жана көпчүлүк химиялык заттар менен оңой менен реакцияга кирбейт жана ар кандай катаал чөйрөлөргө туруштук бере алат.
Эң сонун жылуулук туруктуулугу: 2050℃ жогору эрүү температурасы жана жылуулук кеңейүү коэффициенти төмөн болгондуктан, анын формасы жана өлчөмү жогорку температурада дээрлик өзгөрбөйт, ошондой эле ал жакшы жылуулук соккусуна туруктуулукка ээ (б.а., температуранын кескин өзгөрүшүнөн коркпойт).
Электр изоляциясынын чемпиону: Анын жогорку каршылыгы аны оптоэлектрондук интеграцияланган системаларда маанилүү болгон эң сонун изоляторго айлантат.
Көрүнүп тургандай, бул айкалышкан касиеттер аны көптөгөн адистештирилген оптикалык колдонмолор үчүн атайын жасалгандай кылат. Андан тышкары, сапфир монокристалдары сыяктуу башка оптикалык материалдарга салыштырмалуу, порошоктон тунук керамика даярдоо чыгымдарды көзөмөлдөөдө жана татаал формаларды жана чоң өлчөмдөгү буюмдарды жасоодо олуттуу артыкчылыктарды жана ийкемдүүлүктү сунуштайт. Андыктан, мындан ары глинозем порошогун баалабай койбоңуз!