TRANSPARENCE  OPTIQUE

Le passage ou la transmission de la lumière à travers un matériau n'implique pas nécessairement la capacité de voir à travers lui. En termes génériques, un matériau transparent, a des composants ayant un indice de réfraction uniforme, tandis qu'un matériau translucide, par contre, est constitué de composants ayant des indices de réfraction différents. Ce dernier système permet le passage de la lumière mais ne facilite pas la visibilité à travers elle. Les matériaux qui ne permettent pas la transmission de la lumière, sont dits opaques.

La transparence optique désigne le passage de la lumière à travers un matériau, sans diffusion appréciable. C'est l'une des propriétés fonctionnelles les plus cruciales des céramiques transparentes. Elle détermine par exemple le bon fonctionnement d'une cellule solaire lorsque la fenêtre de verre qui la recouvre diffuse moins de lumière, et permet une meilleure récolte de la lumière ou encore le bon fonctionnement d'un microscope, d'un objectif de caméra ou d'un laser. 

Cependant, la réalisation d'une véritable transparence optique n'est pas une tâche pour les matériaux granulaires ou microscopiques classiques.

LE  DÉFI  CONCEPTUEL

La transparence optique des matériaux polycristallins (par exemple les métaux, les céramiques) est limitée par la quantité de lumière diffusée par leurs caractéristiques structurelles telles que les pores et les limites de grain. La diffusion de la lumière dépend de la longueur d'onde de la lumière. On s'attend donc à ce que des limites aux échelles spatiales de visibilité apparaissent, en fonction de la longueur d'onde de la lumière ainsi que de la dimension physique du centre de diffusion (par exemple, limite de grain ou pore), dans un verre ou une céramique. Les pores microscopiques des céramiques frittées, situés aux jonctions des grains de jonction microcristallins des matériaux céramiques classiques, provoquent la diffusion de la lumière et empêchent l'obtention d'une véritable transparence.

La taille d'un centre de diffusion est en grande partie déterminée par la taille des particules cristallines présentes dans la matière première, lors du développement ou de la formation de l'objet en verre ou en céramique. Il va donc sans dire que la réduction de la taille des particules de la matière première bien en dessous de la longueur d'onde de la lumière visible (~ 0,5 μm ou 500 nm), élimine une quantité substantielle de lumière diffusée.  

Une réduction de la taille des nanoparticules de céramique bien en dessous des dimensions d'environ 1/25 de la longueur d'onde de la lumière utilisée permet d'obtenir un matériau en céramique ou en verre qui est translucide ou même, si on le souhaite, transparent. Cela signifie que pour la lumière blanche, la taille des grains des particules doit être bien inférieure à 20 nanomètres (nm). Les recherches montrent que la fraction volumique totale des pores nanométriques (inter- et intra-granulaires) dans la céramique doit être inférieure à 1 %, idéalement (0,001 - 0,25 %), afin d'obtenir une transmission optique de haute qualité. Par conséquent, l'uniformité des particules et les particules nanométriques ultrafines (bien en dessous de 20 nm ou 0,02 μm) deviennent des facteurs déterminants pour le développement de systèmes en verre ou en céramique avec des propriétés opto-mécaniques supérieures.

NOTRE OFFRE

Les nanomatériaux de Quant-Céramique ont des dimensions moyennes inférieures à 20 nanomètres. Ils offrent ce qui est nécessaire pour obtenir des systèmes céramiques transparents. 

MISE  EN  ŒUVRE

Les céramiques transparentes peuvent être obtenues grâce à des procédés de frittage à basse température de nos nanopoudres à architecture atomique de haute pureté.

 Un client est libre d'utiliser uniquement nos céramiques quantiques OU de les utiliser comme "remplisseurs" afin de minimiser la densité des pores dans ses systèmes existants, avant le frittage. La première approche est toutefois nécessaire pour une conception plus efficace.

AUTRES  APPLICATIONS

Avec nos nanopoudres ultrafines à architecture atomique, nous permettons le développement de céramiques transparentes de haute performance, qui offrent un poids plus léger, un renforcement mécanique, un transport thermique amélioré pour la conservation de l'énergie, une résistance aux taches, une protection antimicrobienne et antifongique sans nécessiter de photo-activation, pour la durabilité ainsi qu'une préservation esthétique. L'application cible est un ensemble de composants laser à semi-conducteurs, d'écrans de téléphones intelligents ou d'appareils portables, de fibres optiques, de lentilles pour microscopes et appareils photo, de guides d'ondes ou de parois vitrées techniquement exigeantes et de fenêtres de panneaux solaires.