什么是透明陶瓷
顧名思義,透明陶瓷即是具有透光性的陶瓷,它像玻璃一樣透明并具備了玻璃所沒有的一些特性。
要知道,我們平常接觸的陶瓷,不管是傳統(tǒng)陶瓷還是特種陶瓷,它們大多是不透明的。所以在很多人的認知中,陶瓷就是不透明的,透明的是玻璃!當然了,之前你這么說無可厚非,但是在1957年美國陶瓷學家發(fā)明第一塊透明氧化鋁陶瓷之后,一個嶄新的科學領域展現(xiàn)在我們面前。
你看,這就是科學的魅力。它無時無刻不在顛覆我們對這個世界的認知,以前是這樣,以后可能也會這樣。
透明陶瓷
透明陶瓷為什么會透明
首先我們來了解一下我們平常所見的傳統(tǒng)陶瓷或是特種陶瓷為什么不透明。
材料對入射光造成的散射和反射圖
1、氣孔
普通陶瓷體內(nèi)存在很多微氣孔,這些微氣孔會對光線產(chǎn)生很強的折射和反射,致使所有的光線都分散到四面八方,使光線不能透過陶瓷。
2、雜質(zhì)
陶瓷中的第二相雜質(zhì)與陶瓷本體材料的光學性能差異巨大,往往會造成散射和吸收中心,大大降低了陶瓷的透光性。
3、晶界結(jié)構(gòu)
普通陶瓷材料的構(gòu)成不是單相,而是多相組成結(jié)構(gòu)。那么光就會在這些不同晶相界面上發(fā)生散射。而透明陶瓷是單相的,它的晶界模糊不清,晶界與晶體本身的光學性質(zhì)相差不大,所以并不會造成光的散射。
4、晶體結(jié)構(gòu)
對不透明陶瓷而言,一般是選用對光各向異性的晶系材料制備而成,在各向異性的晶體中,光從一個晶粒向鄰近的晶粒入射時,由于雙折射現(xiàn)象會產(chǎn)生散射,造成不透光性。
5、表面光潔度
陶瓷的透光性還受到表面光潔度的制約,不透明陶瓷表面粗糙,對光的散射嚴重。因此,要想提高陶瓷的透光性,除了要降低原料的粒度外,還應該對其進行表面研磨和拋光。
綜上,要想提高陶瓷的透明性,應從以下七個方面入手:
(1)致密度要高。
(2)晶界上不能有空隙,即使有空隙,其大小也應該比波長小得多。
(3)晶界上沒有雜質(zhì)或玻璃相,或晶界的光學性能與晶體之間差別很小。
(4)晶粒小而均勻,氣孔率低。
(5)晶體對入射光的選擇吸收很小。
(6)各向同性,晶體結(jié)構(gòu)最好是立方晶系。
(7)提高表面光潔度。
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