세라믹이 레이저 재료로 사용되는 이유는 무엇입니까?
레이저는 자연에 존재하지 않는 여기에 의해 방출되는 일종의 빛입니다. 일반 조명이 갖지 못하는 4 가지 주요 특성 인 좋은 방향성, 높은 밝기, 좋은 단색 성, 좋은 일관성을 가지고있어 다양한 기술 분야에서 널리 사용됩니다.
레이저 기술의 중요한 발전 방향은 평균 출력이 높고 피크 출력이 높은 고체 레이저이며 고체 레이저의 핵심은 고체 레이저 작업 재료입니다. 현재 일반적으로 사용되는 세 가지 주요 고체 레이저 매트릭스 재료가 있습니다 : 유리, 단결정 및 세라믹, 그 중에서 "세라믹"은 고출력 레이저가 더 선호합니다. 이는 고출력이 열 구배를 생성하여 빔 왜곡 또는 열 복굴절을 유발하여 레이저 빔의 품질에 영향을 미치기 때문입니다. 따라서 열팽창 계수가 낮고 굴절률이 낮은 세라믹 재료는 이상적인 레이저 가공 재료입니다.
사실 과거에는 일부 고성능의 복잡한 세라믹을 레이저 기술에 사용할 수 없었고, 세라믹 (특히 도핑 된 세라믹)의 희토류 금속 구성이 다르기 때문에 도가니와의 상호 작용 및 위상 문제 변화와 낮은 용해도는 다른 응용 프로그램에 영향을 미치기 때문입니다. 그러나 이것들은 모두 과거입니다. 가공 기술의 발전은 이제 다양한 실행 가능한 투명 세라믹 합성 방법을 제공합니다. 준비된 세라믹 재료의 표면은 원자 수준에서 단결정, 다결정이며 입자 경계가 깨끗하고 얇으며 기공 및 불순물이 없으며 세라믹은 매우 투명하여 레이저 빔 생성에 매우 적합합니다. 또한 다양한 희토류 원소로 도핑하여 다양한 복잡한 모양을 만들 수있어 실용성을 크게 높일 수 있습니다.
일반적으로 현재 레이저 세라믹은 다음과 같은 장점이 있습니다.
① 준비 시간이 짧고, 소결 장치는 귀금속 재료가 필요하지 않으며, 고순도 보호 분위기에서 소결을 수행 할 필요가 없으며 준비 비용이 저렴합니다.
② 크기가 크고 복잡한 모양의 재료를 준비 할 수 있습니다.
③ 세라믹에서 도핑 된 입자의 농도가 높고 도핑 된 입자의 분포가 전체적으로 균일합니다.
④ 세라믹의 소결 온도는 결정의 융점보다 훨씬 낮고 준비된 세라믹의 조성에 편차가 적다.
⑤ 세라믹은 소결을위한 다층 재료로 만들 수 있으며 다기능 세라믹 개발이 가능하다.
반대로 유리 매트릭스는 대규모 샘플을 얻을 수 있지만 열전도율이 너무 낮아 고출력 레이저를 구현할 수 없습니다. 단결정의 열전도율은 유리보다 높지만 단결정은 성장주기가 길고 비싸다. 고품질의 대형 결정을 얻는 것은 어렵습니다.