提高陶瓷用光性措施

陶瓷材料透光性能的提高透明陶瓷作為一種重要的無機非金屬材料，具有熔點高，化學穩(wěn)定性良好和機械強度高等優(yōu)點，透明多晶氧化鋁由于具有較好的熱導率，機械性能和化學穩(wěn)定性，更為重要的是在可見光和紅外光區(qū)具有良好的透過率，因此被應用到高壓鈉燈，陶瓷金鹵燈等照明產(chǎn)品中。在透明多晶氧化鋁陶瓷屬于多晶陶瓷材料，其顯微結構中含的晶粒尺寸，品界數(shù)量以及第二相折射率等因素，都對透明多晶氧化鋁陶瓷的透光性具有直接影響，以下從幾個方面來討論提高陶瓷的措施。一般，影響材料透光性的因素，主要受材料的吸收系數(shù)、反射系數(shù)及散射系數(shù)影響。其中吸收系數(shù)與材料的性質密切相關，金屬材料因吸收系數(shù)太大而不透光，陶瓷，玻璃和大多數(shù)高分子介電材料，吸收系數(shù)在可見光范圍內是比較低的，在影響力透光因素中不占主要地位，反射損失與折射率、表面粗糙度有關，無機材料及高分子材料，都是多晶多相體系，內含雜質、氣孔、品界、微裂紋等缺陷，光通過這類材料時，會遇到一系列的阻礙，所以它們不像純階級品體、玻璃那樣透光，大多數(shù)看上去不透明的，這主要的受散射因素影響。所以，散射系數(shù)是影響透光率的主要因素下面這些是主要影響材料散射系數(shù)的因素：宏觀及顯微缺陷晶粒排列方向，氣孔引起的散射損失下面就提高無機材料透光性的措施作分析（以透明多晶氧化鋁陶瓷為例）:

1、提高原材料的純度為提高材料的透光性，材料純度應盡可能高，可謂在材料中雜質形成的異相，其折射率與基體不同，等于在基體中形成分散的散射中心，雜質濃度以及與基體之間的相對折射率都會影響到散射系數(shù)的大小。在透明多晶氧化鋁陶瓷中，原料粉體顆粒粒徑分布直接影響陶瓷的晶相組成,品界數(shù)量以及氣相含量。陶瓷材料顯微結構的不同直接影響材料的性能，可見原料對透明氧化鋁的光學性能具有根本的作用。粉體純度對氧化鋁陶瓷的光學性能的影響最大。如果原料中含有雜質，容易造成顯微結構中產(chǎn)生第二相，其折射率與氧化鋁品體的折射率具有比較大的差別，造成氧化鋁品體或者晶界附近產(chǎn)生嚴重的散射，而氧化鋁粉體粒徑分布對陶瓷材料中品體粒徑大小具有重要的影響因為粉體粒度直接影響粉體的活度，進一步影響材料燒結過程中對晶粒尺寸大小的控制粉體顆粒越小，粉體的活性越大，越容易燒結，可以有效地降低燒結溫度，縮短燒成周期，反之，則燒結困難，氣孔率較高，致密度低，透光性差。如果粉體顆粒分布不均勻，出現(xiàn)團聚或者少量粉體的顆粒粒徑過大，容易在燒結過程中成為晶體的聚合中心，容易形成異常尺寸晶粒。在高溫燒結過程中，個別晶粒生長過快，容易形成晶體的不均勻分布，甚至出現(xiàn)品粒包裹氣孔，影響材料的機械性能和光學性能。如圖2、摻加外加劑

這里摻另外加劑的目的是降低材料的氣孔率，特別是降低材料燒成時的閉孔，氣孔對材料透光性的影響程度遠大于雜質等其它因素，成瓷或燒結后品粒長大，把坯體中的氣孔趕到晶界，成為存在于晶界玻璃相中的氣孔和相界上的孔洞，這些氣孔很難逸出。另外，燒結階段在品粒內部還生成一個一個的圓形閉孔，與外界隔絕提很好，這些小氣孔雖然對材料強度無多大影響，但是其光學性能特別是透光影響頗大。例如，在A12O3中加入少量MgO來抑制品粒長大，在新生成的晶粒表面形成一層黏度較低的MgO,A12O3尖品石，一方面，在燒結后期阻礙A12O3晶粒迅速長大，另一方面，雙使氣泡有充分時間逸出，從而使透明度增大。MgO雖然排除氣孔的作用，但摻得過多也會引起透光經(jīng)下降。如圖。3、工藝措施陶瓷材料的燒成工藝是整個生產(chǎn)工藝中最為復雜，最為關鍵的工序，其燒成結果直接關系到材料的致密度，氣孔率，機械強度以及化學穩(wěn)定性。一般，采取熱壓法要比普通燒結法更便于排除氣孔，因而是獲得透明陶瓷較為有效的工藝，熱等靜壓法效果更好。這種方法就是熱壓時采用較高的溫度和較大的壓力，使坯