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氧化鋁透明陶瓷工藝及應用簡述

氧化鋁透明陶瓷材料是第一個實現透明的陶瓷材料。它具有耐高溫、耐腐蝕、高強度、高硬度、化學穩定性和生物相容性等結構陶瓷所固有的屬性,同時具備透光這一功能屬性,已經在能源、機械、軍工、電子、半導體、醫學等高技術領域得到越來越多的應用。自二十世紀六十年代美國通用公司發現了第一個氧化鋁透明陶瓷以來,在半個多世紀里,陶瓷領域的科研工作者們通過改進氧化鋁透明陶瓷的成型與燒結工藝,使得氧化鋁透明陶瓷在力學、光學以及產業化應用方面均取得了巨大進步。

德國Fraunhofer研究所Krell等人嚴格區分了“透明”與“半透明”兩個概念,Krell等人認為只有與物體隔著一定距離而仍然具有良好透明度的陶瓷才是透明陶瓷,否則只能稱為半透明陶瓷。我國一般認為直線透光率在可見光區域的最大值超過15%可稱為透明陶瓷。


1、表面反射損失,對于氧化鋁而言一般為7~8%;

2、第二相損失(氣孔、雜質、第二晶相等),由于第二相與陶瓷基體的折射率有顯著差異而造成的光線損失。如氧化物陶瓷折射率一般為1.3~2.7,而氣孔即光線在空氣中的折射率為1.003;

3、所有非等軸晶系的晶界上均存在雙折射,雙折射可產生額外光散射。如氧化鋁陶瓷晶界的兩個折射率為1.760和1.768。因此,影響陶瓷透明性的因素包括氣孔率,晶粒尺寸,晶體結構對稱性,晶界結構,表面加工光潔度等。



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