Saphirfenster für Hochtemperaturöfen

Während der Verwendung von Industrieöfen und Vakuumkammern wird das Sichtfenster einem sehr hohen Druck und einer hohen Arbeitstemperatur ausgesetzt.Um die Sicherheit der Experimentatoren zu gewährleisten, muss das Sichtfenster fest, zuverlässig und hochtemperaturbeständig sein und auch hervorragende optische Eigenschaften aufweisen.Synthetischer Saphir ist ein ideales Material als Sichtfenster.

Saphir hat den Vorteil seiner Druckfestigkeit: Er kann dem Druck standhalten, bevor er bricht.Saphir hat eine Druckfestigkeit von ca. 2 GPa.Im Gegensatz dazu hat Stahl eine Druckfestigkeit von 250 MPa (fast 8 Mal weniger als Saphir) und Gorillaglas (™) hat eine Druckfestigkeit von 900 MPa (weniger als die Hälfte von Saphir).Saphir hingegen hat hervorragende chemische Eigenschaften und ist gegenüber fast allen Chemikalien inert, wodurch es für Bereiche geeignet ist, in denen korrosive Materialien vorhanden sind.Es hat eine sehr niedrige Wärmeleitfähigkeit von 25 W m'(-1) K^(-1) und einen sehr niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten von 5,8 × 10 ^ 6 / C: keine Verformung oder Ausdehnung bei hohen oder hohen thermischen Bedingungen Temperaturen.Was auch immer Ihr Design ist, Sie können sicherstellen, dass es die gleiche Größe und Toleranzen bei 100 Metern unter dem Meer oder 40 km im Orbit hat.

Wir haben diese Eigenschaften von robusten und kratzfesten Fenstern in Kundenanwendungen genutzt, darunter Vakuumkammern und Hochtemperaturöfen.

Saphirfenster für Öfen haben eine hervorragende Transmission im Bereich von 300 nm bis 5500 nm (um ultraviolette, sichtbare und infrarote Bereiche abzudecken) und Spitzen bei Transmissionsraten von fast 90 % bei Wellenlängen von 300 nm bis 500 nm.Saphir ist ein doppelbrechendes Material, daher hängen viele seiner optischen Eigenschaften von der Kristallorientierung ab.Auf seiner Normalachse reicht sein Brechungsindex von 1,796 bei 350 nm bis 1,761 bei 750 nm, und selbst wenn sich die Temperatur erheblich ändert, ändert er sich nur sehr wenig.Aufgrund seiner guten Lichtdurchlässigkeit und seines breiten Wellenlängenbereichs verwenden wir oft Saphirfenster in Infrarotlinsendesigns in Öfen, wenn herkömmlichere Gläser nicht geeignet sind.

Hier ist eine Erfahrungsberechnungsformel der Dicke für das Saphir-Sichtfenster:

Th=√( 1,1 x P x r² x SF/MR)

wo:

Th=Dicke des Fensters (mm)

P = Auslegungsgebrauchsdruck (PSI),

r = Freitragender Radius (mm),

SF = Sicherheitsfaktor (4 bis 6) (empfohlener Bereich, andere Faktoren können verwendet werden),

MR = Bruchmodul (PSI).Saphir als 65000 PSI

Beispielsweise sollte ein Saphirfenster mit einem Durchmesser von 100 mm und einem nicht unterstützten Radius von 45 mm, das in einer Umgebung mit einem Druckunterschied von 5 Atmosphären verwendet wird, eine Dicke von ~3,5 mm haben (Sicherheitsfaktor 5).