地址:上海市閔行區疏影路1280號(hào)
傳真:021-54883445
郵箱:sales@miaomiaole.com.cn
在我們通常的印(yìn)象中,陶瓷都(dōu)是不透明,最多隻是有一些(xiē)透光(guāng)。象(xiàng)一些薄瓷碗那樣,隔著可以隱約看到對麵的(de)影子(zǐ),卻無法象玻(bō)璃那樣,隔(gé)了好幾層還能將對(duì)麵看得清清楚楚。但是,如果有人告訴你(nǐ),陶瓷其實也是(shì)可以做(zuò)成透明的,你是不(bú)是覺得有點不(bú)可思議!
透明陶瓷是怎麽做出來的呢?
在回答這個問題之前(qián),我(wǒ)們先要搞清楚另一個問題,就是常見的陶瓷為什麽(me)不透明(míng)? 比(bǐ)如(rú),同樣是氧(yǎng)化鋁,藍寶石晶體可以象水晶一樣晶瑩剔透,而我們常(cháng)見的氧化鋁瓷卻是白色(sè)的(de)。這是為什麽呢?
說(shuō)起來其實原(yuán)因很簡(jiǎn)單,就是陶瓷不象晶體那樣純潔,其中各種雜七雜八妨礙透明的東西太多(duō)。從目前(qián)的研(yán)究看,至少有以下幾種:
一是氣孔。通常的情況下,陶瓷(cí)不(bú)管怎麽燒,坯(pī)體中多多少少(shǎo)總會殘餘一些氣孔。這些(xiē)氣孔就是影響光線透過(guò)的最大因素。從理論上看,是因為氣孔和(hé)陶瓷(cí)自身之間的折(shé)射率相差(chà)太大,光線射(shè)入後會產生強烈的散射和折射。氣(qì)孔量越大,散射越嚴重,陶瓷就越不透明。和氣孔相似的還有各種雜質。通常雜質的折射率和陶瓷基質並不一致,所以也會成為散射中心,影(yǐng)響光線的透過。
二是晶(jīng)界。晶界是陶瓷中特有的結構(gòu),玻璃、晶體中都沒有。從微觀上看,陶瓷其實是(shì)由很多小晶粒燒(shāo)結在一起構成的。這些小(xiǎo)晶粒之間的區域就是晶界。光線通過(guò)時,也會在晶界上產生散射。有時候,晶界的散射還會特(tè)別嚴重。
除此之外,陶瓷晶粒的大小、陶(táo)瓷表麵的光潔度等也會(huì)影響到光線的(de)透過。如果(guǒ)晶(jīng)粒大小(xiǎo)與入射光的波長(zhǎng)相近,光線散射很強;而表麵粗糙(cāo),則漫反射(shè)越明顯。這(zhè)些都會使陶(táo)瓷變得不透明(míng)。
知(zhī)道了這(zhè)些原因,要獲得(dé)透明陶瓷就(jiù)變得十分(fèn)簡單了,努力消除各種對光的散射的各種因素就OK了。綜(zōng)合起(qǐ)來,隻要滿足以(yǐ)下幾個條件,就能得到透明陶瓷:
一是(shì)密(mì)度要高。一般認為至少(shǎo)要(yào)達到理論密度的99.9%以上,也就是說氣孔率要小於萬(wàn)分之一。
二是晶界幹淨,不存在空隙、雜質和玻璃等(děng)。總之要讓晶界與晶體的光學性質差別盡可能小。
三是晶粒(lì)較小而且均勻、表麵光潔度高.
當然,還有兩個基(jī)本條件,就是組成陶瓷的晶粒本身(shēn)得透明,不(bú)會吸收光線。最好也(yě)不(bú)會有光學各(gè)向異性,也就是各個方向光線(xiàn)的折射率都一(yī)樣(yàng)。這個好理解,因為如果是一塊煤炭,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有這些要求卻並不容易。好(hǎo)在經過科技工作者的努力,還(hái)是想出了不少辦法。具體說來,主要有以下幾種:
一是原料上(shàng),選擇純度高(gāo)、顆粒均勻、活性高的粉體。純度高,雜質就少;顆粒均勻,在燒成陶瓷後就不容易出現晶粒大小不一(yī);活性高,就好燒,比較容易達到較高的(de)密度。事實上(shàng),如今用做(zuò)燒製透明陶瓷的原(yuán)料,都是人工化學反應合(hé)成的,不會直接采用礦物粉料。
二是成型上,會盡量提高素坯的密度。比如采用等靜壓、超(chāo)高壓等技術,讓(ràng)坯體在沒有進窯(yáo)爐燒(shāo)之前就會一個比較高的原始密度,這樣就方便之後陶瓷的燒成。
三是(shì)在燒成時,采取各種新的(de)燒結技(jì)術。一般(bān)的氣窯或電窯中是很難燒(shāo)成透明陶瓷的,因為最(zuì)後一點點氣孔無法排幹淨。為了獲得透(tòu)明陶瓷,必須采用特種燒結。比如現在(zài)最常見(jiàn)的氧化鋁透明陶(táo)瓷,就是在氫氣爐中燒出來的。也就是在燒成時不斷往(wǎng)窯(yáo)爐中通氫(qīng)氣,讓陶瓷(cí)中的氣孔中充滿氫氣,這樣就比較容易排掉。另(lìng)外常見的還有壓力燒結,包括熱壓燒結和熱等靜壓燒結等。就是在燒陶(táo)瓷的過程中施加壓(yā)力,促進陶瓷中氣孔的排除……
總之,通過這樣各方麵的努力(lì)之後,就可(kě)以得到所需的透明(míng)陶瓷了。當然,這樣得到的透明(míng)陶瓷成本和價格比我們常見的普通陶瓷要高(gāo)多了,因(yīn)此一般隻用在(zài)一些特殊的場合,比如燈管材料、激光材料、高級裝甲材料等等。更具體的用途,我們改(gǎi)天再來聊吧。