Ventana de zafiro para fornos de alta temperatura
Durante o uso de fornos industriais e cámaras de baleiro, a fiestra da vista estará sometida a unha presión moi elevada e unha temperatura de traballo elevada.Para garantir a seguridade dos experimentadores, a xanela debe ser firme, fiable, resistente ás altas temperaturas e tamén ten excelentes propiedades ópticas.O zafiro sintético é un material ideal como xanela.
O zafiro ten a vantaxe da súa resistencia á presión: pode soportar a presión antes da rotura.O zafiro ten unha resistencia á presión de aproximadamente 2 GPa.Pola contra, o aceiro ten unha resistencia á presión de 250 MPa (case 8 veces menos que o zafiro) e o vidro gorila (™) ten unha resistencia á presión de 900 MPa (menos da metade do zafiro).O zafiro, pola súa banda, ten excelentes propiedades químicas e é inerte para case todos os produtos químicos, polo que é axeitado para onde hai materiais corrosivos.Ten unha condutividade térmica moi baixa, 25 W m'(-1) K^(-1), e un coeficiente de expansión térmica moi baixo de 5,8×10^6/C: sen deformación ou expansión das condicións térmicas a alta ou alta temperaturas.Sexa cal sexa o teu deseño, podes asegurarte de que teña o mesmo tamaño e tolerancias a 100 metros baixo o mar ou a 40 K en órbita.
Utilizamos estas características de resistencia e fiestras resistentes a arañazos en aplicacións dos clientes, incluíndo cámaras de baleiro e fornos de alta temperatura.
A fiestra de zafiro para fornos ten unha excelente transmisión no rango de 300 nm a 5500 nm (que abrangue áreas ultravioleta, visible e infravermella) e alcanza velocidades de transmisión de case o 90% en lonxitudes de onda de 300 nm a 500 nm.O zafiro é un material dobre refractivo, polo que moitas das súas propiedades ópticas dependerán da orientación do cristal.No seu eixe normal, o seu índice de refracción oscila entre 1,796 a 350 nm e 1,761 a 750 nm, e aínda que a temperatura cambie significativamente, cambia moi pouco.Debido á súa boa transmisión de luz e ao seu amplo rango de lonxitudes de onda, adoitamos usar ventás de zafiro nos deseños de lentes infravermellos nos fornos cando non son axeitados os lentes máis comúns.
Aquí tes unha fórmula de cálculo de experiencia do grosor da xanela de zafiro:
Th=√( 1,1 x P x r² x SF/MR)
onde:
Th = Espesor da xanela (mm)
P = Presión de uso de deseño (PSI),
r = Raio non soportado (mm),
SF = Factor de seguridade (4 a 6) (rango suxerido, pode utilizar outros factores),
MR = Módulo de rotura (PSI).Sapphire como 65000PSI
Por exemplo, a xanela Sapphire cun diámetro de 100 mm e un radio sen soporte de 45 mm utilizada nun ambiente cun diferencial de presión de 5 atmosferas debe ter un grosor de ~3,5 mm (factor de seguridade 5).
