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透明陶瓷概述——LCS2008 (2)

已有 8884 次阅读 2008-10-24 08:42 |个人分类:透明陶瓷

这次我暂不点评激光陶瓷界的牛人,先让大家认识一下陶瓷大家庭中的一员激光陶瓷。激光陶瓷是一种光学透明陶瓷。大家都知道,一般陶瓷是不透明的,但是光学陶瓷像玻璃一样透明,故称透明陶瓷。一般陶瓷不透明的原因是其内部存在有杂质和气孔,前者能吸收光,后者令光产生散射,所以就不透明了。因此如果选用高纯原料,并通过工艺手段排除气孔就可能获得透明陶瓷。透明陶瓷的制作就是要把陶瓷内的微气孔赶走,才能使光线穿过陶瓷,产生透明的效果,其过程是这样的:先用颗粒十分均匀的、高纯度的粉末作为原料;混合后,高温烧制,便可得到透明(半透明)的陶瓷。烧结过程中,我们需要注意控制陶瓷结晶形成的速度,如陶瓷结晶过程中,晶粒形成的速度太快,则难以将微气孔赶走,若晶粒形成的速度缓慢,则晶粒缓慢地积压,便可将微气孔彻底地赶走。透明陶瓷通常在真空炉中进行,因为在真空中,加热炉中几乎没有气体,这就等于消除了陶瓷中形成微气孔的源头。透明陶瓷材料除能透光外,在许多情况下更有其优越性:高密度和没有玻璃相使这种陶瓷更能耐腐蚀,而且在其机械加工时具有更高的表面光洁度。透光性、高密度和具有表面光洁度高的制品,使透明陶瓷材料的应用领域比普通同类成分的陶瓷范围要广得多,因而也引起了较多研究者的兴趣。大量研究结果表明,对陶瓷透明性能的影响因素主要有以下几个方面: 1、气孔率对透明陶瓷透光性能影响最大的因素是气孔率。普通陶瓷即使具有高的密度,往往也不是透明的,这是因为其中有很多封闭的气孔。 2、晶界结构透明和不透明陶瓷的晶界结构是不同的。透明材料的晶界模糊不清,而非透明材料的晶界很清晰。陶瓷材料的物相组成中通常包含着两相或更多相,这种多相结构会导致光在相界表面上发生散射。 3、原料与添加剂为了获得透明陶瓷,有时需加入添加剂,抑制晶粒生长。添加剂的用量一般很少,所以要求添加剂能均匀分布于材料中,另外,添加剂还应能完全溶于主晶相,不生成第二相物质,也就是说,不破坏系统的单相性。 4、烧成气氛透明陶瓷和普通陶瓷不同,最后须经真空、氢气氛或其他气氛中烧成。 5、表面加工光洁度透明陶瓷的透光度受表面光洁度的制约。光线入射到这种面上会发生漫反射。烧结陶瓷的粗糙度越大,其透明度就越低。陶瓷表面的粗糙度与原料的细散度有关。除选用高细散度原料外,还应对陶瓷表面进行研磨和抛光。透明陶瓷经过几十年的研制,已取得了可喜的成果,其材料开发从过去的氧化铝透明陶瓷、氧化镁透明陶瓷、氧化钇透明陶瓷等发展到透明PLZT电光陶瓷、钇铝石榴石透明陶瓷、铝镁酸透明陶瓷、氮化铝透明陶瓷以及氮氧化铝透明陶瓷等材料。

     透明陶瓷按其应用特征可分为两大类,即透光、透波性应用与特种光功能特性的应用。透明陶瓷因为熔点高,在1600的环境下,不受钠蒸气的腐蚀,而且又可以透过95%的光线,因此,透明陶瓷最适合做高压钠灯的灯管。高压钠灯作为街道、港口、机场、体育场等的光源,其发光效率极高,且光色柔和,光亮而不刺眼,被人们称为“人造小太阳”。高压钠灯的光线能透过浓雾而不被散射,特别适合做汽车的前灯。值得一提的是,高压钠灯的平均寿命可长达1-2万小时,比高压汞灯的寿命长2倍,比一般白炽灯的寿命长10倍以上,是目前使用寿命最长的灯。 透明陶瓷也可做成飞机的风挡、坦克及装甲车的观察窗,其防弹效果是传统胶合玻璃的2倍;还可用于制造响尾蛇导弹头部的红外线探测仪上的防护整流罩等。最近,透明陶瓷的功能化应用受到了重视,如作为X-射线荧光体和闪烁材料,特别在固体激光器方面受到了极大的关注。

    透明陶瓷几乎在许多现代科学技术领域和日常生活中都有用武之地,而激光陶瓷真是这个领域中的璀璨明珠。 

                                                                                                               

    

LURACERA透明陶瓷广泛应用于微波和毫波的电介质谐振器,具有优良的电子特性,高透光率和折射系数,它同时也具备良好的无双折射光学特征。LURACERA具有和光学玻璃相同的透光率,其折射系数(nd2.08)大幅超过光学玻璃的折射系数(nd1.51.85),并且具有高强度。卡西欧公司通过提高短波光透光率、除去降低透光性的气泡等改善措施,使得材料本身能适用于数码相机光学镜头,通过使用特殊的高折射率镀膜技术处理使镜头又有了更好的光学性能。

  LURACERA这种镜片具备非常好的聚焦性,更重要的是透明陶瓷镜片具有良好的延展性,能做到非常的轻薄小巧。就是因为这一点使得S500的镜头可以做到收起后极为短小,能够很方便地收入S500厚度极薄的机身之内。



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1 王安邦

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