Safirno okno za visokotemperaturno peč

Med uporabo industrijskih peči in vakuumskih komor bo okno vidnega polja izpostavljeno zelo visokemu tlaku in visoki delovni temperaturi.Da bi zagotovili varnost eksperimentatorjev, mora biti vidno okno trdno, zanesljivo, odporno na visoke temperature in ima odlične optične lastnosti.Sintetični safir je idealen material kot razgledno okno.

Prednost safirja je njegova tlačna trdnost: lahko prenese pritisk, preden poči.Safir ima tlačno trdnost približno 2 GPa.V nasprotju s tem ima jeklo tlačno trdnost 250 MPa (skoraj 8-krat manj kot safir), gorilla glass (™) pa tlačno trdnost 900 MPa (manj kot polovica safirja).Safir ima medtem odlične kemične lastnosti in je inerten za skoraj vse kemikalije, zaradi česar je primeren tam, kjer so prisotni jedki materiali.Ima zelo nizko toplotno prevodnost, 25 W m'(-1) K^(-1), in zelo nizek koeficient toplotnega raztezanja 5,8×10^6/C: brez deformacije ali raztezanja toplotnih pogojev pri visokih ali visokih temperature.Ne glede na vaš dizajn se lahko prepričate, da ima enako velikost in tolerance na 100 metrih pod morjem ali 40K v orbiti.

Te značilnosti trdnosti in oken, odpornih na praske, smo uporabili v aplikacijah strank, vključno z vakuumskimi komorami in visokotemperaturnimi pečmi.

Safirno okno za peč ima odlično prepustnost v območju od 300 nm do 5500 nm (pokriva ultravijolična, vidna in infrardeča območja) in doseže vrhove pri stopnjah prenosa skoraj 90 % pri valovnih dolžinah od 300 nm do 500 nm.Safir je dvojno lomni material, zato je veliko njegovih optičnih lastnosti odvisnih od orientacije kristala.Na normalni osi se njegov lomni količnik giblje od 1,796 pri 350 nm do 1,761 pri 750 nm, in tudi če se temperatura znatno spremeni, se spremeni zelo malo.Zaradi dobre prepustnosti svetlobe in širokega razpona valovnih dolžin pogosto uporabljamo safirno okno v infrardečih lečah v pečeh, kadar bolj običajna stekla niso primerna.

Tukaj je formula za izračun izkušenj za debelino safirnega vidnega okna:

Th=√(1,1 x P x r² x SF/MR)

kje:

Th=debelina okna (mm)

P = načrtovani tlak (PSI),

r = nepodprt polmer (mm),

SF = varnostni faktor (4 do 6) (predlagano območje, lahko uporabi druge faktorje),

MR = modul pretrganja (PSI).Safir kot 65000PSI

Na primer, safirno okno s premerom 100 mm in nepodprtim polmerom 45 mm, ki se uporablja v okolju s tlačno razliko 5 atmosfer, mora imeti debelino ~3,5 mm (varnostni faktor 5).