Safírové okno pro vysokoteplotní pec
Při použití průmyslových pecí a vakuových komor bude průzor vystaven velmi vysokému tlaku a vysoké pracovní teplotě.Aby byla zajištěna bezpečnost experimentátorů, musí být průhledové okénko pevné, spolehlivé, odolné vysokým teplotám, má také vynikající optické vlastnosti.Syntetický safír je ideálním materiálem jako průhledové okno.
Safír má výhodu ve své pevnosti v tlaku: dokáže odolat tlaku před prasknutím.Safír má pevnost v tlaku přibližně 2 GPa.Naproti tomu ocel má pevnost v tlaku 250 MPa (téměř 8krát méně než safír) a gorila sklo (™) má pevnost v tlaku 900 MPa (méně než polovina safíru).Safír má vynikající chemické vlastnosti a je inertní vůči téměř všem chemikáliím, takže je vhodný tam, kde se vyskytují korozivní materiály.Má velmi nízkou tepelnou vodivost, 25 W m'(-1) K^(-1) a velmi nízký koeficient tepelné roztažnosti 5,8×10^6/C: nedochází k deformaci nebo expanzi tepelných podmínek při vysokých nebo vysokých teploty.Ať už je váš návrh jakýkoli, můžete se ujistit, že má stejnou velikost a tolerance ve 100 metrech pod mořem nebo 40 K na oběžné dráze.
Tyto vlastnosti pevnosti a odolnosti oken proti poškrábání jsme použili v zákaznických aplikacích, včetně vakuových komor a vysokoteplotních pecí.
Safírové okno pro pec má vynikající propustnost v rozsahu 300 nm až 5 500 nm (pokrývá ultrafialové, viditelné a infračervené oblasti) a dosahuje maxima při přenosových rychlostech téměř 90 % při vlnových délkách 300 nm až 500 nm.Safír je materiál s dvojitým lomem, takže mnoho jeho optických vlastností bude záviset na orientaci krystalu.Na své normální ose se jeho index lomu pohybuje od 1,796 při 350nm do 1,761 při 750nm, a i když se teplota výrazně změní, změní se jen velmi málo.Vzhledem k dobré propustnosti světla a širokému rozsahu vlnových délek často používáme safírové okénko v provedeních infračervených čoček v pecích, kde nejsou vhodná běžnější skla.
Zde je vzorec pro výpočet zkušenosti pro tloušťku okna výřezu safíru:
Th=√(1,1 x P x r² x SF/MR)
kde:
Th=Tloušťka okna (mm)
P = Design use pressure (PSI),
r = nepodporovaný poloměr (mm),
SF = bezpečnostní faktor (4 až 6) (doporučený rozsah, může používat jiné faktory),
MR = Modul ruptury (PSI).Sapphire jako 65000PSI
Například safírové okno o průměru 100 mm a nepodporovaném poloměru 45 mm používané v prostředí s tlakovým rozdílem 5 atmosfér by mělo mít tloušťku ~3,5 mm (bezpečnostní faktor 5).
