산업용 퍼니스 및 진공 챔버를 사용하는 동안 뷰포트 창은 매우 높은 압력과 높은 작동 온도를 받게 됩니다.실험자의 안전을 보장하기 위해 뷰포트 창은 견고하고 신뢰할 수 있으며 고온에 강하고 광학 특성이 우수해야 합니다.합성 사파이어는 뷰포트 창으로 이상적인 소재입니다.
사파이어는 압력 강도의 장점이 있습니다. 파열되기 전에 압력을 견딜 수 있습니다.사파이어의 압력 강도는 약 2GPa입니다.이에 반해 강철은 압력 강도가 250MPa(사파이어의 약 8배)이고 고릴라 유리(™)는 압력 강도가 900MPa(사파이어의 절반 미만)입니다.한편 사파이어는 화학적 특성이 우수하고 거의 모든 화학 물질에 대해 불활성이어서 부식성 물질이 있는 곳에 적합합니다.열전도율이 25Wm'(-1)K^(-1)로 매우 낮고 열팽창 계수가 5.8×10^6/C로 매우 낮습니다. 높거나 높은 열 조건에서 변형이나 팽창이 없습니다. 온도.디자인이 무엇이든 해저 100미터 또는 궤도 40K에서 동일한 크기와 허용 오차를 갖도록 할 수 있습니다.
우리는 진공 챔버 및 고온 용광로를 포함한 고객 응용 분야에서 강도 및 긁힘 방지 창의 이러한 특성을 사용했습니다.
용광로용 사파이어 창은 300nm ~ 5500nm 범위(자외선, 가시광선 및 적외선 영역 포함)에서 우수한 투과율을 가지며 300nm ~ 500nm 파장에서 거의 90%의 투과율에서 피크를 나타냅니다.사파이어는 이중 굴절 물질이므로 많은 광학 특성이 결정 방향에 따라 달라집니다.법선축에서 굴절률은 350nm에서 1.796에서 750nm에서 1.761까지이며 온도가 크게 변하더라도 거의 변하지 않습니다.우수한 광 투과율과 넓은 파장 범위로 인해 일반적인 유리가 적합하지 않을 때 용광로의 적외선 렌즈 설계에 사파이어 창을 사용하는 경우가 많습니다.
다음은 사파이어 뷰포트 창의 두께에 대한 경험 계산 공식입니다.
Th=√(1.1 x P x r² x SF/MR)
어디:
Th=창 두께(mm)
P = 설계사용압력(PSI),
r = 지원되지 않는 반경(mm),
SF = 안전 계수(4 ~ 6)(권장 범위, 다른 계수를 사용할 수 있음),
MR = 파열 계수(PSI).65000PSI로 사파이어
예를 들어, 5기압의 압력 차가 있는 환경에서 사용되는 직경 100mm 및 지지되지 않는 반경 45mm의 사파이어 창은 ~3.5mm(안전 계수 5)의 두께를 가져야 합니다.