地址:上海市(shì)閔行區疏影路1280號
傳真:021-54883445
郵箱:sales@pysmqc.com
在我(wǒ)們通常的(de)印象中,陶瓷都是不(bú)透明,最多隻(zhī)是有(yǒu)一些透光。象一些(xiē)薄瓷碗(wǎn)那樣(yàng),隔著可以隱約看到對麵的(de)影子,卻無法象玻璃那樣,隔了好幾層還能將對麵看得(dé)清清楚楚(chǔ)。但是,如果有人告訴你,陶(táo)瓷其實也是可以做成透明的,你(nǐ)是不是覺得有點不可思議!
透明陶瓷是(shì)怎麽做出(chū)來的呢?
在回答這個問題之前,我們先要搞清楚另一個問題,就是常見的陶瓷為什麽不透明? 比如,同樣是氧化鋁,藍寶石晶體(tǐ)可以象水晶一樣晶瑩剔透,而我(wǒ)們常見(jiàn)的氧化(huà)鋁瓷卻是白色的。這是為什麽(me)呢?
說起來其實原因很簡單,就是陶瓷不象晶體那樣純潔,其中各種雜七(qī)雜八妨礙透明的東(dōng)西太多。從目前(qián)的研究看,至少(shǎo)有以下(xià)幾種:
一是氣孔。通常的情況下(xià),陶瓷不管(guǎn)怎麽燒,坯體中多多少少總會殘餘一些氣孔。這些氣孔就是影響光線透過的(de)最大因素。從理(lǐ)論上看,是因為氣(qì)孔和陶瓷自身之間(jiān)的折(shé)射率相差太大,光線射入(rù)後(hòu)會產(chǎn)生強烈的散(sàn)射和折射。氣孔量越大(dà),散射越嚴重,陶瓷就越不透明(míng)。和氣孔相似的還有各種雜質。通常雜(zá)質的折射(shè)率和陶瓷基質並不一致,所以也會成為散射中心,影響光線的透過。
二是晶界。晶界是陶瓷中(zhōng)特有的結構,玻璃、晶體中都沒(méi)有。從微觀上看,陶(táo)瓷其實是(shì)由很多小晶粒(lì)燒結在一(yī)起構成的。這些小(xiǎo)晶粒之間的區(qū)域就是晶界。光線通(tōng)過時,也會在晶界(jiè)上產(chǎn)生散射(shè)。有(yǒu)時候,晶界的散射(shè)還會特(tè)別嚴重。
除此之外,陶瓷晶粒的大小、陶瓷表麵的光潔度等也會影(yǐng)響到光(guāng)線的透過。如果晶粒大小與(yǔ)入射光的波長相近,光線散射很強;而表麵粗糙,則漫反射(shè)越明顯。這些都會使陶瓷變得不透明。
知道(dào)了這些原因(yīn),要獲得透明陶瓷就變得十分(fèn)簡(jiǎn)單了,努力消除(chú)各種(zhǒng)對光的散射的各種因素就OK了。綜合起(qǐ)來,隻要(yào)滿(mǎn)足以下幾個條件,就能得到透明陶瓷:
一是密度要高。一般認為至少要達到理論密度的99.9%以上,也就是說氣孔率要小於萬分之一。
二是晶界幹淨,不存在空隙、雜(zá)質和玻璃等(děng)。總之要讓晶界與晶體的光學性質差別盡可(kě)能小。
三是晶粒較小而且均勻、表(biǎo)麵(miàn)光(guāng)潔度高.
當然,還有(yǒu)兩個基本條件,就(jiù)是(shì)組(zǔ)成陶瓷的晶粒本身得透(tòu)明,不會吸收光線(xiàn)。最好也不會有光學各向異性,也就是各個方向光線的折射率都一樣。這個好理(lǐ)解(jiě),因為如果是(shì)一塊煤炭,想洗成白色總是不可能的。
不過,雖然理論上說起來簡單,要在實踐中真正滿足以上所(suǒ)有這(zhè)些要(yào)求卻並不容易。好(hǎo)在經過科技工作者的(de)努力,還是想出了不少辦法。具(jù)體說來,主要有以下幾種:
一是原料上,選擇純度高、顆粒均勻、活性高的粉體。純度高,雜質就少(shǎo);顆粒(lì)均勻,在燒成陶瓷後就不容(róng)易出現晶(jīng)粒大小不一;活性高,就好燒,比(bǐ)較(jiào)容易達到(dào)較高的密度。事實上,如今用做燒製(zhì)透明陶瓷的(de)原料,都是人工化學反應合成的,不會直接采用(yòng)礦物粉料。
二是成型上,會盡量提(tí)高素坯的密度。比如采用(yòng)等靜壓、超高壓等技術,讓坯體在沒(méi)有進窯爐燒之前就(jiù)會一個比較高的原始密度(dù),這樣就方便之後陶瓷的燒成。
三是在燒成時,采取各(gè)種新的燒結技術。一般的氣窯或電窯中是很難燒成(chéng)透明陶瓷的(de),因(yīn)為最(zuì)後一點點氣孔無法排幹淨。為了獲得透明(míng)陶(táo)瓷(cí),必須采用特(tè)種燒結。比如(rú)現在最常(cháng)見的氧化鋁透明陶瓷(cí),就是在氫氣爐中燒(shāo)出來的。也就是在燒(shāo)成時不斷往窯爐中通氫氣,讓陶瓷中的氣孔中充滿氫氣,這樣就比較容易排掉。另外常見的還有壓力燒結,包括熱壓燒結和(hé)熱等靜壓燒結等。就是在燒陶瓷的過程中施加壓力(lì),促進陶瓷中氣孔的排除……
總之,通過這樣各方麵的努(nǔ)力之後,就可以得到所需的透明陶(táo)瓷了。當然,這樣得到的(de)透明陶瓷成本和價格比我們常見(jiàn)的普通陶(táo)瓷要高多了,因此一般隻用在一些特殊的場合,比如燈管(guǎn)材料(liào)、激光材料、高級裝甲材料(liào)等等。更具體的用(yòng)途,我們改天再(zài)來聊(liáo)吧。