陶瓷是怎样“炼成”透明陶瓷的？

3、陶瓷的微观结构

①晶界结构：晶界是破坏陶瓷体光学均匀性，从而引起光的散射，致使材料的透光率下降的重要因素之一。陶瓷材料的物相组成通常包含两相或更多相，这种多相结构容易导致光在相界表面上发生散射。材料的组成差异越大，折射率相差越大，整个陶瓷的透光率越低。因而透明陶瓷晶界区应微薄、光匹配性好、无气孔及夹杂物、位错等。具有各向同性晶体的陶瓷材料可以达到与玻璃相近的直线透光率。

②晶粒尺寸：陶瓷多晶体的晶粒尺寸对透明陶瓷的透光率也有很大的影响，当入射光波长相当于晶粒直径时，光的散射效应最大，透光率最低。因此为提高透明陶瓷的透光率，应将晶粒粒径控制在入射光的波长范围之外。

③陶瓷的气孔率：透明陶瓷的制备过程实质上就是在烧结过程中完全排除显微气孔的致密化过程，材料中的气孔尺寸、数量、种类都会对陶瓷材料的透明性产生显著影响。气孔率的微小变化可显著改变材料透光率。举个例子，有研究表明，陶瓷体中的闭口气孔率从0.25%变为0.85%时，透明度降低33%。尽管这可能是在某种特定情况下的结果，但从某些程度上我们可以看出气孔率对陶瓷透明度的影响是会很直接暴力的体现。又有研究数据表明，气孔体积占3%时，透光率0.01%，0.3%时，透光率10%。因此，透明陶瓷一定要提高致密度，降低气孔率，通常致密度大于99.9%。

4、表面加工光洁度

透明陶瓷的透光率还受表面光洁度的制约。烧结后未经处理的陶瓷表面具有较高的粗糙度，呈现微小的凹凸状，光线入射到这种面上会发生漫反射。烧结陶瓷的组糙度越大，其透明度就越低。

三、透明陶瓷的主要应用领域

透明陶瓷的种类按材料体系分为氧化物、氟化物、氮化物、氧氮化物、氧硫化物、硫化物、硒化物和碲化物等。不同类型的透明陶瓷材料，除了具有透光性外，还具有电光效应，磁光效应，以及高强度、耐高温、耐腐蚀、耐冲刷等优异性能，在工业上及军事上有着广泛的应用。

其中工业上主要应用于照明行业、激光领域、高能射线探测等领域，主要应用的材料有：照明灯管用透明材料、透波材料、激光陶瓷、闪烁材料以及窗口材料等。由于透明陶瓷的独特得性能及制备成本优势，在军事上也有着广泛应用，例如mgf2作为红外窗口材料、yag作为激光材料，alon透明陶瓷作为防护材料，mgal2o4透明陶瓷作为导弹端头帽以及窗口材料等。

参考来源：1、《无机光学透明材料：透明陶瓷》，施剑林，冯涛著。

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