时间: 2024-01-18 17:09:23 | 作者: 爱游戏全站app在线平台
在我们通常的印象中，陶瓷都是不透明，最多只是有一些透光。象一些薄瓷碗那样，隔着可以隐约看到对面的影子，却无法象玻璃那样，隔了好几层还能将对面看得清清楚楚。但是，如果有人告诉你，陶瓷实际上也是可以做成透明的，你该不会是觉得有点不可思议！
在回答这样的一个问题之前，我们先要搞清楚另一个问题，就是常见的陶瓷为啥不透明？比如，同样是氧化铝，蓝宝石晶体可以象水晶一样晶莹剔透，而我们常见的氧化铝瓷却是白色的。这是怎么回事呢？
说起来其实原因很简单，就是陶瓷不象晶体那样纯洁，其中各种杂七杂八妨碍透明的东西太多。从目前的研究看，至少有以下几种：
一是气孔。通常的情况下，陶瓷不管怎么烧，坯体中多多少少总会残余一些气孔。这些气孔就是影响光线透过的最大因素。从理论上看，是因为气孔和陶瓷自身之间的折射率相差太大，光线射入后会产生强烈的散射和折射。气孔量越大，散射越严重，陶瓷就越不透明。和气孔相似的还有各种杂质。通常杂质的折射率和陶瓷基质并不一致，所以也会成为散射中心，影响光线的透过。
二是晶界。晶界是陶瓷中特有的结构，玻璃、晶体中都没有。从微观上看，陶瓷其实是由很多小晶粒烧结在一起构成的。这些小晶粒之间的区域就是晶界。光线通过时，也会在晶界上产生散射。有时候，晶界的散射还会特别严重。
除此之外，陶瓷晶粒的大小、陶瓷表面的光洁度等也会影响到光线的透过。如果晶粒大小与入射光的波长相近，光线散射很强；而表面粗糙，则漫反射越明显。这一些都会使陶瓷变得不透明。
知道了这些原因，要获得透明陶瓷就变得十分简单了，努力消除各种对光的散射的各种各样的因素就OK了。综合起来，只要满足以下几个条件，就能得到透明陶瓷：
一是密度要高。一般认为至少要达到理论密度的99.9％以上，也就是说气孔率要小于万分之一。
二是晶界干净，不存在空隙、杂质和玻璃等。总之要让晶界与晶体的光学性质差别尽可能小。
当然，还有两个门槛，就是组成陶瓷的晶粒本身得透明，不会吸收光线。最好也不会有光学各向异性，也就是各个方向光线的折射率都一样。这个好理解，因为如果是一块煤炭，想洗成白色总是不可能的。
不过，虽然理论上说起来简单，要在实践中真正满足以上所有这些要求却并不是特别容易。好在经过科技工作人员的努力，还是想出了不少办法。具体说来，主要有以下几种：
一是原料上，选择纯度高、颗粒均匀、活性高的粉体。纯度高，杂质就少；颗粒均匀，在烧成陶瓷后就不容易出现晶粒大小不一；活性高，就好烧，非常容易达到较高的密度。事实上，如今用做烧制透明陶瓷的原料，都是人工化学反应合成的，不会直接采用矿物粉料。
二是成型上，会尽量提高素坯的密度。比如采用等静压、超高压等技术，让坯体在没有进窑炉烧之前就会一个比较高的原始密度，这样就方便之后陶瓷的烧成。
三是在烧成时，采取各种新的烧结技术。一般的气窑或电窑中是很难烧成透明陶瓷的，因为最后一点点气孔无法排干净。为了获得透明陶瓷，一定要采用特种烧结。比如现在最常见的氧化铝透明陶瓷，就是在氢气炉中烧出来的。也就是在烧成时不断往窑炉中通氢气，让陶瓷中的气孔中充满氢气，这样就非常容易排掉。另外常见的还有压力烧结，包括热压烧结和热等静压烧结等。就是在烧陶瓷的过程中施加压力，促进陶瓷中气孔的排除……
总之，通过这样各方面的努力之后，就能够获得所需的透明陶瓷了。当然，这样得到的透明陶瓷成本和价格比我们常见的普通陶瓷要高多了，因此一般只用在一些特殊的场合，比如灯管材料、激光材料、高级装甲材料等等。更具体的用途，我们改天再来聊吧。