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    透明陶瓷

    发布: 江苏省硅酸盐学会 人气:631 次 时间:2017/10/18 21:59:26 关闭
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    透明陶瓷又称光学陶瓷(Optical Ceramics),是能透过可见光的陶瓷材料的总称。透明陶瓷不仅具有优异的透光性,还具有陶瓷所特有的高强度、高硬度、耐腐蚀、耐高温等远优于一般的晶体和玻璃光学材料的性能,而且在制备成本、尺寸等方面也具有优势,所以这些透明陶瓷的研究和发展给医学、光学、高能物理学等相关科学的研究在材料方面提供了基础。

    一般陶瓷是不透明的,其原因在于其内部存在有杂质和气孔,前者吸收光,后者令光产生散射。1959GE公司的Coble博士制成了首次制成了氧化铝透明陶瓷,这也是世界上最早的透明陶瓷。之后,世界各国科技人员开展了大量的研究,制成了各类透明陶瓷。透明陶瓷的分类方法很多,按照材料组成分类可分为氧化物透明陶瓷(白刚玉、氧化镁、氧化钇等)和非氧化物透明陶瓷(如砷化镓、硫化锌、氟化镁、氟化钙等),也可按其应用特征分类可分为透光、透波性应用与特种光功能特性的应用,前者以可见光透光或红外透波为主,后者在如高功率全固态激光器方面得到体现。

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                                                                     透明陶瓷                                                     氧化镧钇透明陶瓷

    生活中常用的陶瓷制品,不需要非常纯净的原料。而对于透明陶瓷来说,纯度要求相当的高,杂质含量必须低于万分之一,不仅如此,其内部的粒径大小和分布都必须均匀。另外,为了消除气孔,需要通过先进的陶瓷烧结技术,如热静等压烧结、热压烧结、脉冲电流烧结等来排除气孔得到透明陶瓷。之所以在烧结过程中施加一定的压力,主要是为了促使陶瓷粉体之间的接触更加紧密,气孔排出过程更快。

    陶瓷具有的高强度、高硬度和耐腐蚀性能,大大拓宽了透明陶瓷的应用领域。透明陶瓷熔点高,一般都在2000°C以上,相当耐高温,如氧化釷-氧化钇透明陶瓷的熔点高达3100°C,比普通的硼酸盐玻璃高1500°C,可用来制造高压钠灯,其发光率比高压汞灯高一倍,使用寿命也高达2万小时。透明陶瓷在军事以及其它防御系统中也有很大的用途,如防弹汽车车窗、坦克的观察窗、轰炸机的轰炸瞄准器和高级防护眼镜等采用透明陶瓷,一般只需两个毫米,而采用玻璃,则需要用几厘米厚,这样就可以大大增加了负载。除此之外,透明陶瓷还能在日常生活中得以使用,如手表盖、照相机镜头、耐高温的面板等等。

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    透明陶瓷灯罩

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    透明陶瓷镜头

     
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