透明陶瓷的透光率是衡量其光學(xué)性能的核心指標(biāo),受原料純度、燒成工藝及后處理技術(shù)共同影響。輥道窯因其連續(xù)生產(chǎn)、熱場均勻等優(yōu)勢,逐漸成為透明陶瓷大規(guī)模制備的設(shè)備。
一、輥道窯影響透光率的關(guān)鍵因素
1.溫度均勻性與晶粒生長控制
問題:輥道窯長度方向溫度梯度可能導(dǎo)致陶瓷晶粒尺寸不均,引發(fā)光散射。
解決方案:
采用多區(qū)獨(dú)立控溫系統(tǒng),將窯爐縱向溫差控制在±3℃以內(nèi),通過CFD模擬優(yōu)化燒嘴布局,減少局部過熱區(qū)域。
2.氣氛控制與雜質(zhì)排除
問題:輥道窯開放式結(jié)構(gòu)易導(dǎo)致氧氣滲入,促進(jìn)晶界玻璃相氧化,降低透光率。
解決方案:
引入氮?dú)?氫氣混合氣氛(N?:H?=95:5),維持還原性環(huán)境;采用動(dòng)態(tài)密封輥棒設(shè)計(jì),減少氣氛泄漏。
3.冷卻速率與殘余應(yīng)力調(diào)控
問題:快速冷卻可能導(dǎo)致微觀裂紋擴(kuò)展,形成光散射。
解決方案:
分階段冷卻:1500℃至1000℃采用2℃/min慢冷,1000℃以下加速冷卻;引入輥道窯尾部強(qiáng)制風(fēng)冷系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)冷卻速率控制。
輥道窯通過控制溫度均勻性、氣氛組成及冷卻速率,可顯著提升透明陶瓷的透光率。優(yōu)化后的工藝可使氧化鋁透明陶瓷透光率突破90%,滿足光學(xué)應(yīng)用需求。