Yüksek Sıcaklık Fırını İçin Safir Pencere

Endüstriyel fırın ve vakum odalarının kullanımı sırasında görüntü penceresi çok yüksek basınca ve yüksek çalışma sıcaklığına maruz kalacaktır.Deneycilerin güvenliğini sağlamak için, görüntüleme penceresinin sağlam, güvenilir, yüksek sıcaklığa dayanıklı olması ve ayrıca mükemmel optik özelliklere sahip olması gerekir.Sentetik safir, vitrin penceresi olarak ideal bir malzemedir.

Safir, basınç dayanımı avantajına sahiptir: kırılmadan önce basınca dayanabilir.Safir, yaklaşık 2 GPa'lık bir basınç mukavemetine sahiptir.Buna karşılık, çeliğin basınç dayanımı 250 MPa (safirden neredeyse 8 kat daha az) ve goril camı (™) 900 MPa basınç dayanımına (safirin yarısından daha az) sahiptir.Bu arada safir, mükemmel kimyasal özelliklere sahiptir ve neredeyse tüm kimyasallar için inerttir, bu da onu aşındırıcı malzemelerin bulunduğu yerler için uygun hale getirir.Çok düşük bir termal iletkenliğe, 25 W m'(-1) K^(-1) ve 5,8×10^6/C'lik çok düşük bir termal genleşme katsayısına sahiptir: yüksek veya yüksek sıcaklıklarda termal koşullarda deformasyon veya genleşme olmaz sıcaklıklar.Tasarımınız ne olursa olsun, deniz altında 100 metre veya yörüngede 40K'da aynı boyut ve toleranslara sahip olduğundan emin olabilirsiniz.

Vakum odaları ve yüksek sıcaklıklı fırınlar dahil olmak üzere müşteri uygulamalarında sağlamlık ve çizilmeye karşı dayanıklı pencerelerin bu özelliklerini kullandık.

Fırın için safir pencere, 300 nm ila 5500 nm aralığında (ultraviyole, görünür ve kızılötesi alanları kapsayan) mükemmel iletim ve 300 nm ila 500 nm dalga boylarında neredeyse %90 iletim oranlarında zirvelere sahiptir.Safir çift kırılmalı bir malzemedir, bu nedenle optik özelliklerinin çoğu kristal oryantasyonuna bağlı olacaktır.Normal ekseninde, kırılma indisi 350nm'de 1.796'dan 750nm'de 1.761'e kadar değişir ve sıcaklık önemli ölçüde değişse bile çok az değişir.İyi ışık geçirgenliği ve geniş dalga boyu aralığı nedeniyle, daha yaygın camların uygun olmadığı fırınlarda kızılötesi lens tasarımlarında sıklıkla safir pencere kullanıyoruz.

Safir görünüm penceresi için kalınlığın bir Deneyim Hesaplama formülü:

Th=√( 1.1 x P x r² x SF/MR)

nerede:

Th=Pencere kalınlığı(mm)

P = Tasarım kullanım basıncı (PSI),

r = Desteklenmeyen yarıçap (mm),

SF = Güvenlik faktörü (4 ila 6) (önerilen aralık, diğer faktörleri kullanabilir),

MR = Kopma modülü (PSI).65000PSI olarak safir

Örneğin, 5 atmosfer basınç farkı olan bir ortamda kullanılan 100 mm çapında ve 45 mm desteksiz yarıçaplı Safir pencerenin kalınlığı ~3,5 mm olmalıdır (güvenlik faktörü 5).