编号：TCHY00008

篇名：透明陶瓷

原文： 所谓透明陶瓷就是能透过光线的陶瓷。通常陶瓷是不透明的，但１９５９年美国通用电器公司的研究表明，在一定结构条件下，一些陶瓷会变得透明。 　　普通的陶瓷里有很多微气孔，而这些微气孔会对光线产生极强的折射和散射，以致于几乎所有的光线都分散到四面八方，不能透过陶瓷，故陶瓷就不透明了。 　　透明陶瓷的制作就是要把陶瓷内的这些微气孔赶走，才能使光线穿过陶瓷，产生透明的效果，其过程是这样的：先用颗粒十分均匀的、高纯度的氧化铝、氧化镁、及镧、锆、钛等氧化物粉末作为原料；混合后，高温加热、加压烧制，便可得到半透明的陶瓷。在这一步中，要注意控制陶瓷结晶形成的速度，如陶瓷结晶过程中，晶粒形成的速度太快，则难以将微气孔赶走，若晶粒形成的速度缓慢，则晶粒缓慢地积压，便可将微气孔彻底地赶走；在真空中进行二次烧制后，就可得到全透明的陶瓷，因为在真空中，加热炉中几乎没有气体，这就等于消除了陶瓷中形成微气孔的源头。 　　透明陶瓷材料除能透光外，在许多情况下更有其优越性：高密度和没有玻璃相使这种陶瓷更能耐腐蚀，而且在其机械加工时具有更高的表面光洁度。透光性、高密度和具有表面光洁度高的制品，使透明陶瓷材料的应用领域比普通同类成分的陶瓷范围要广得多，因而也引起了较多研究者的兴趣。 　　大量研究结果表明，对陶瓷透明性能的影响因素主要有以下几个方面：　 　　１ 气孔率　　对透明陶瓷透光性能影响最大的因素是气孔率。普通陶瓷即使具有高的密度，往往也不是透明的，这是因为其中有很多封闭的气孔。 　　２ 晶界结构　　透明和不透明陶瓷的晶界结构是不同的。透明材料的晶界模糊不清，而非透明材料的晶界很清晰。陶瓷材料的物相组成中通常包含着两相或更多相，这种多相结构会导致光在相界表面上发生散射。 　　３ 原料与添加剂　　为了获得透明陶瓷，有时需加入添加剂，抑制晶粒生长。添加剂的用量一般很少，所以要求添加剂能均匀分布于材料中。另外，添加剂还应能完全溶于主晶相，不生成第二相物质，也就是说，不破坏系统的单相性。 　　 ４ 烧成气氛 透明陶瓷和普通陶瓷不同，最后须经真空，氢气氛或其他气氛中烧成。 　　５ 表面加工光洁度　　透明陶瓷的透光度受表面光洁度的制约。光线入射到这种面上会发生漫反射。烧结陶瓷的粗糙度越大，其透明度就越低。陶瓷表面的粗糙度与原料的细散度有关。除选用高细散度原料外，还应对陶瓷表面进行研磨和抛光。 　　透明陶瓷经过几十年的研制，已取得了可喜的成果，其材料开发从过去的氧化铝透明陶瓷、氧化镁透明陶瓷、氧化钇透明陶瓷等发展到透明ＰＬＺＴ电光陶瓷、钇铝石榴石透明陶瓷、铝镁酸透明陶瓷、氮化铝透明陶瓷以及氮氧化铝透明陶瓷等材料，这些透明陶瓷的熔点可高达２０５０℃，在１６００℃的环境下，不受钠蒸气的腐蚀，而且又可以透过９５％的光线，因此，透明陶瓷最适合做高压钠灯的灯管。高压钠灯作为街道、港口、机场、体育场等的光源，其发光效率极高，且光色柔和，光亮而不刺眼，被人们称为“人造小太阳”。高压钠灯的光线能透过浓雾而不被散射，特别适合做汽车的前灯。 　　值得一提的是，高压钠灯的平均寿命可长达１～２万小时，比高压汞灯的寿命长２倍，比一般白炽灯的寿命长１０倍以上，是目前使用寿命最长的灯。 　　透明陶瓷也可做成飞机的风挡、坦克及装甲车的观察窗，其防弹效果是传统胶合玻璃的２倍；还可用于制造响尾蛇导弹头部的红外线探测仪上的防护整流罩等。 　　总之，透明陶瓷的发展极具潜力。