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    佛山陶瓷新聞資訊陶瓷科技陶瓷是怎樣“煉成”透明陶瓷的?
     

    陶瓷是怎樣“煉成”透明陶瓷的?

       日期:2019年2月5日        整理:佛山陶瓷網

    【 www.mqjd.tw 】單晶氧化鋁圖片:Rubicon Technology,Inc(圖2)

    引言:大家平時所見的陶瓷材料通常是不透明的,想要讓一塊不透明的陶瓷“變”透明需要具備哪些條件呢?下文小編將就相關內容為大家做一個小小的科普。

    透明陶瓷是指采用陶瓷工藝制備的具有一定透光性的多晶材料,又稱為光學陶瓷。與玻璃或樹脂類光學材料相比,透明陶瓷具有更強、更硬、更耐腐蝕、更耐高溫等特性,可應用于極端惡劣的工況。而生產高性能的單晶體光學部件則需要大量的時間和精力,因為它必須從鑄錠中切割出來,這涉及到相當數量的材料損失在加工過程中。采用陶瓷的成型方法,可以近凈成型的制造出高性能的透明陶瓷零部件,可滿足小批量樣品制備和多品種制備或及大批量生產需求。

    一、陶瓷材料為何不透明?

    陶瓷是一種多晶的無機材料,一般是由晶粒、晶界、氣孔等組成。一般而言多晶陶瓷的不透明性是由非等軸(立方)晶系晶粒在排列取向上的隨機性導致晶粒間折射系數不連續,以及晶界效應及氣孔等因素引起的散射等原因所致。

    在制備陶瓷時,通過采用高純、超細原料,摻入盡可能少的添加劑和工藝上的嚴格控制,將陶瓷材料中的氣孔和雜質充分排除并適當控制陶瓷材料的晶粒尺寸,使制品接近于理論密度,從而制備出透明陶瓷。此外,制備透明陶瓷的首要條件是組成陶瓷的單晶體本身是透明的,同時具有高的對稱性,一般為立方晶系。某些非立方品系的陶瓷材料如六方相的氧化鋁,一定條件下也可制得半透明陶瓷。

    (圖)立方氮化硅透明陶瓷:高壓下形成的立方氮化硅硬度略次于金剛石,是迄今為止制備出的最強最硬的透明尖晶石型陶瓷,可在1400℃高溫下保持穩定

    二、影響陶瓷透明性的因素

    影響陶瓷透明性的因素很多,涉及陶瓷制備過程中的方方面面,其中主要控制的要素是:原料粉體燒結過程、陶瓷的微觀結構以及后處理過程。這些因素往往是相互關聯的,下面分別就各種影響因素進行概述。

    1、原料粉體的影響

    ①晶體結構及缺陷:晶體結構決定陶瓷多晶體的光學性能,直接影響其透明性。立方晶系的多晶陶瓷僅在晶界上產生散射,在可見光區域其透明度接近于透明玻璃。正方晶系、三方晶系、六方晶系的晶體,為一軸各向異性晶體,有雙折射現象產生及晶界界面反射損失,透光率較低。而單斜品系、三斜品系、正交晶系的晶體,為二軸各向異性晶體,雙折射現象及晶界界面反射損失更嚴重,相應的多晶材料透光率更低,甚至不透光。有些各向異性晶體(α-氧化鋁),主折射率的差別微小,晶界界面反射損失不足以嚴重影響其透明度,因而仍具有較高的透明度。

    ( 圖 2 )

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    【鏈接】 立方 ,透光 ,結構 ,高的 ,燒成 ,粉體 ,原料 ,制備 ,燒結 ,成型 ,

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