Szafirowe okno do pieca wysokotemperaturowego

Podczas użytkowania pieca przemysłowego i komór próżniowych okno wizjera będzie poddawane działaniu bardzo wysokiego ciśnienia i wysokiej temperatury pracy.Aby zapewnić bezpieczeństwo eksperymentatorom, okienko wizjerowe musi być solidne, niezawodne, odporne na wysokie temperatury, ma też doskonałe właściwości optyczne.Szafir syntetyczny to idealny materiał jako okno widokowe.

Zaletą szafiru jest wytrzymałość na nacisk: może wytrzymać nacisk przed pęknięciem.Szafir ma wytrzymałość na ciśnienie około 2 GPa.Natomiast stal ma wytrzymałość na ściskanie 250 MPa (prawie 8 razy mniej niż szafir), a szkło gorylowe (™) ma wytrzymałość na ściskanie 900 MPa (mniej niż połowa szafiru).Tymczasem szafir ma doskonałe właściwości chemiczne i jest obojętny na prawie wszystkie chemikalia, dzięki czemu nadaje się do miejsc, w których występują materiały korozyjne.Ma bardzo niską przewodność cieplną, 25 W m'(-1) K^(-1) i bardzo niski współczynnik rozszerzalności cieplnej 5,8×10^6/C: brak deformacji lub rozszerzalności warunków termicznych przy wysokich lub wysokich temperatury.Niezależnie od projektu, możesz upewnić się, że ma ten sam rozmiar i tolerancje na głębokości 100 metrów pod powierzchnią morza lub 40 000 na orbicie.

Wykorzystaliśmy te cechy wytrzymałości i odporności na zarysowania okien w zastosowaniach klientów, w tym w komorach próżniowych i piecach wysokotemperaturowych.

Szafirowe okno do pieca ma doskonałą transmisję w zakresie 300nm do 5500nm (obejmuje obszary ultrafioletowe, widzialne i podczerwone) i piki przy szybkości transmisji prawie 90% przy długościach fal od 300nm do 500nm.Szafir jest materiałem podwójnie refrakcyjnym, więc wiele jego właściwości optycznych będzie zależeć od orientacji kryształu.Na normalnej osi jego współczynnik załamania światła waha się od 1,796 przy 350 nm do 1,761 przy 750 nm, a nawet jeśli temperatura zmienia się znacząco, zmienia się bardzo niewiele.Ze względu na dobrą przepuszczalność światła i szeroki zakres długości fal, często stosujemy szafirowe okienko w konstrukcjach soczewek na podczerwień w piecach, gdy bardziej popularne szkła nie są odpowiednie.

Oto wzór obliczania doświadczenia dla grubości dla okna widoku szafirowego:

Th=√( 1,1 x P x r² x SF/MR)

gdzie:

Th=Grubość okna (mm)

P = projektowe ciśnienie użytkowe (PSI),

r = samonośny promień (mm),

SF = współczynnik bezpieczeństwa (4 do 6) (sugerowany zakres, można użyć innych współczynników),

MR = moduł pęknięcia (PSI).Szafir jako 65000PSI

Na przykład okno szafirowe o średnicy 100 mm i niepodpartym promieniu 45 mm używane w środowisku o różnicy ciśnień wynoszącej 5 atmosfer powinno mieć grubość ~3,5 mm (współczynnik bezpieczeństwa 5).