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氧化铝透明陶瓷工艺简介
发布时间:2018-06-26 15:34
浏览量:1585
氧化铝透明陶瓷材料是第一个实现透明的陶瓷材料。它具有耐高温、耐腐蚀、高强度、高硬度、化学稳定性和生物相容性等结构陶瓷所固有的属性,同时具备透光这一功能属性,已经在能源、机械、军工、电子、半导体、医学等高技术领域得到越来越多的应用。

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图1 (a)透明氧化铝托槽 (b)透明氧化铝装甲


(一)透明陶瓷的定义及影响因素

德国Fraunhofer研究所Krell等人严格区分了“透明”与“半透明”两个概念,Krell等人认为只有与物体隔着一定距离而仍然具有良好透明度的陶瓷才是透明陶瓷,否则只能称为半透明陶瓷。我国一般认为直线透光率在可见光区域的最大值超过15%可称为透明陶瓷。



图2 半透明、介质透明与全透明陶瓷

光线透过陶瓷多晶体的光线损失主要包括三部分

1、表面反射损失,对于氧化铝而言一般为7——8%;

2、第二相损失(气孔、杂质、第二晶相等),由于第二相与陶瓷基体的折射率有显著差异而造成的光线损失。如氧化物陶瓷折射率一般为1.3——2.7,而气孔即光线在空气中的折射率为1.003;

3、所有非等轴晶系的晶界上均存在双折射,双折射可产生额外光散射。如氧化铝陶瓷晶界的两个折射率为1.760和1.768。因此,影响陶瓷透明性的因素包括气孔率,晶粒尺寸,晶体结构对称性,晶界结构,表面加工光洁度等。