Teknolojİ
Transparan seramikler, geleneksel camın dayanamadığı zorlu koşullarda kullanılabilen son derece dayanıklı optik malzemelerdir:
- Görünür ve kızılötesi (IR) bölgedeki yüksek geçirgenlik değerlerini 1200 °C’nin üzerindeki sıcaklıklarda dahi muhafaza ederler.
- TYüksek aşındırıcı özellikli (korozif) ortamlarda kimyasal olarak dayanıklıdır.
- Üç kattan daha fazla sertlik ve beş katın üzerinde daha yüksek kırılma mukavemeti sergilerler.
Üstün mekanik ve optik özellikleri nedeniyle transparan seramikler savunma endüstrisinde, araçları balistik tehditlerden korumak için zırh malzemesi olarak kullanılmaktadır. Kurşungeçirmez cam olarak bilinen geleneksel zırhlarla karşılaştırıldığında, aynı koruma seviyesini % 60’ın üzerinde azaltılmış bir ağırlıkla sağlarlar. Sahip olduğu büyük avantajlar, transparan seramiklerin elektro-optik alanlardan takı yapımına kadar birçok uygulamada kullanılmasını mümkün kılmaktadır.
MagSpin olarak, ekonomik bir toz işleme yolu geliştirerek bu son derece dayanıklı malzemeyi askeri olmayan uygulamalar için de kullanılabilir hale getirdik. Ayrıca, geliştirilen işleme teknolojisi ve uygulanan sinterleme protokolleri, Mg-spinel’in (MgAl2O4) sıkılaştırılması ve mikroyapısı üzerinde hassas kontrol sağlanmasına olanak verir. Konu hakkındaki uzmanlığımızı, sadece malzemenin optik ve mekanik özelliklerini istenilen uygulama alanına uygun olarak ayarladığımız ürünlerin pazarlamasında değil, aynı zamanda özelleştirilmiş uygulamalar için çözümler ve yenilikçi tasarımlar sunmakta da kullanıyoruz.
Aşağıdaki tabloda MagSpin, geleneksel (soda-kireç) cam, sertleştirilmiş (tempered) cam ve safir ile karşılaştırılmaktadır. Sertleştirilmiş cam en yaygın olarak cep telefonu ekranlarında kullanılırken, safir daha çok saat ekranlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Camdan neredeyse üç kat daha fazla sertlik değerine sahip olan MagSpin, çizilmelere karşı son derece dayanıklıdır; öyle ki, böyle bir sertlik değerine sahip bir malzemeyi günlük kullanımda çizmek neredeyse imkânsızdır. MagSpin’in sertlik değerinin safirinkinden biraz daha düşük olmasına rağmen, üretim maliyetleri oldukça düşüktür ve işlem kolaylığı açısından avantajlıdır. MagSpin nihai şekle yakın (near-net shape) olarak üretilebilir. Safirin üretim sonrasında kesilmesi ve taşlanması gerekirken MagSpin doğrudan kavisli bir geometriyle üretilebilir. Üstelik nihai üründe olması istenen bir kaligrafi veya grafik desen üretim aşamasında MagSpin’in içine yerleştirilebilir.
* Değerler, farklı büyüklükteki yükler altında ölçülmüştür. MagSpin’in sertlik değeri, cam için kullanılan yük değeri kullanılarak ölçülmüş olsaydı, yazılandan daha büyük bir değer ölçülmesi beklenirdi.
ÜRETİM
Seramik bir malzeme olarak, MagSpin de diğerleri gibi toz işleme yöntemleri ile üretilir. Optik geçirgen olmayan (opak) seramiklerden farklı olarak, transparan seramiklerin bünyesinde gözeneklilik neredeyse yok denecek kadar azdır (<%0,01). Malzemenin teorik yoğunluğa yakın değerlere kadar yoğunlaştırılması ve optik geçirgenliği ve/veya optik homojenliği azaltacak herhangi bir hatanın bünyede yer almaması için MagSpin üretiminin her aşaması hassas ve dikkatli bir şekilde kontrol edilir. Yüksek optik geçirgenlik sağlayan kusursuz bünyesi ve kontrollü gelişen homojen mikroyapısı MagSpin’e aynı zamanda üstün mekanik özellikler kazandırır.
Bir diğer olumlu üretim özelliği ise MagSpin’in safire kıyasla daha düşük işleme sıcaklığına sahip olmasıdır; böylece, özellikle safire kıyasla, daha çevre dostu bir üretim imkânı sağlar.
ÖZELLİKLER
MagSpin’in neredeyse kusursuz ve teorik yoğunlukta olan yapısı, görünür spektrumda 600 nm’de (yansıma önleyici kaplaması olmayan 1 mm kalınlığındaki bir pencereden) % 85 optik geçirgenlik sağlayarak net ve keskin bir görüntü sunar. Malzemenin teorik geçirgenliğine oldukça yakın olan bu değer aynı zamanda bölgesel farklılıklar göstermemektedir. MagSpin ayrıca, kızılötesi spektrumun 1 – 5 µm bölgesinde daha yüksek geçirgenlik özelliğine (>% 90) sahiptir.
MagSpin’in kuasistatik testlerde ölçülen Vickers sertliği 1530 HV/10 (15 GPa) değerindedir ve bu değer sertleştirilmiş camdan iki kat, soda-kireç camından ise üç kat daha serttir. Sertlik değeri, üretim süreçlerinde kullanılan karışım oranlarına ve farklı parametrelere bağlı olarak 14 – 15 GPa arasında değişebilir. Bu yüksek sertlik değerleri, MagSpin’in günlük kullanımlarda çizilmeye karşı kolay bir hedef olmadığının garantisidir.
MagSpin’in üretim yöntemi, istenildiğinde ürün genelinde farklı tokluk değerlerine sahip bölgeler yaratmaya olanak sağlar. Darbe direnciyle ilişkili olan tokluk değeri iz bırakma (indentation) yöntemi ile ölçülür. Özel uygulamalarda ihtiyaç duyulan gereksinimleri karşılamak için muhtelif mikroyapı tasarımları üretebiliyoruz. Örneğin, cep telefon ekranı olarak sunduğumuz ürünün, darbeye ve darbe sırasında hasara en açık olan kenar ve köşe bölgeleri güçlendirilmiştir. Bu üründe, kırılma tokluk değeri saydam alanlarda 1,7 MPa.m1/2, güçlendirilmiş bölgelerde ise 3,5 MPa.m1/2 değerine sahiptir. Sonuç olarak, MagSpin’in tokluğu belirli ürünlerde bölgesel farklılıklar yaratmak için kontrol edilebilmektedir.
MagSpin’in mikroyapısı, farklı renkler oluşturmak için katkılamaya daha uygun bir difüzyon yolu da sağlar. Böylece, daha çekici bir görünüm için hoş bir siyah renk tonu yaratıp, şeffaflık düzeyini de isteğe göre ayarlayabiliyoruz.