陶瓷變透明 搖身變“明星”

蘇更林

在我們的身邊，陶瓷隨處可見！從普通的茶具到餐具，從陶瓷花瓶到陶瓷火鍋……陶瓷作為泥與火的結晶，以不透明而著稱于世。不過，科技的力量竟讓陶瓷變得透明了……這是一個奇跡，一個讓陶瓷走進現代高科技的新契機！

陶瓷怎能變“玻璃”

要把不透明的陶瓷變成像玻璃一樣的透明體，有點不可思議?？煽茖W家又是怎樣讓陶瓷變透明的呢？

要回答這個問題，還得從陶瓷為什么不透明說起。一般的陶瓷之所以不透明，主要是因為其內部存在著雜質和氣孔等不均勻的顯微結構，如雜質能夠吸收光，而氣孔能使光產生散射。

因此，要想讓陶瓷變得透明，就得選用高純度的原材料，并且排除陶瓷里的雜質與氣孔。當然，還需要添加合適的燒結添加劑，表面加工也要光潔如鏡……這樣才能生產出像玻璃—樣透明的陶瓷來。

并不是說透明陶瓷對光線的透過率就是100%。透明陶瓷作為一種具有一定透光性的多晶材料，其含義通常被認為是光線透過率超過10%。當然，透明陶瓷的透光率會因不同的應用場合而有所不同。

新光源因它而燦爛

透明陶瓷的誕生，為高效光源的實用化提供了材料支撐。高壓鈉燈是一種高強度氣體放電燈，工作時能發出金白色光，具有發光效率高、光色柔和、透霧性強、耗電少、壽命長等特點。

但是，高壓鈉燈的工作溫度高達1200℃，且壓力大、腐蝕性強，傳統的玻璃燈管難以適用如此苛刻的環境。透明陶瓷的誕生無疑為高壓鈉燈走向實用化鋪平了道路。制作高壓鈉燈燈管的氧化鋁透明陶瓷，熔點都在2 000℃以上，透光率在90%以上。

人們還用透明陶瓷制備了金鹵燈、銫燈、銣燈、鉀燈等新型光源。其中，陶瓷金鹵燈是一種比高壓鈉燈更優秀的綠色照明光源，可用于替代高壓{內燈等光源，大幅度提高照明的質量。

為導彈裝上“火眼金睛”

透明陶瓷還被用作新一代光電設備的紅外窗口材料，在軍事、航天等領域都有應用。

在軍事上，透明陶瓷可用作紅外夜視儀、導彈以及激光制導等裝備的紅外窗口材料。這些裝備上的光電系統大多工作在特殊的環境之中，對紅外窗口材料的要求極高。

而傳統的紅外窗口材料在高溫下具有強烈的紅外自發輻射，并且力學性能也有明顯下降，因此難以滿足復雜環境對紅外窗口材料的要求。

透明陶瓷不僅具有良好的透明性和光學特性，而且又保持了結構陶瓷的高強度、耐腐蝕、耐高溫、電絕緣好等品質，因此是優異的紅外窗口材料。據悉，響尾蛇導彈的整流罩就是用透紅外陶瓷制作的。

除了用作紅外窗口材料，透明陶瓷還可用于轟炸機瞄準器、防彈汽車窗口、航空航天器窗口以及高溫、高壓及腐蝕環境下的觀察窗口等。透明陶瓷還可以取代防彈玻璃，并可以明顯降低材料的厚度。

在工業領域大放異彩

用透明陶瓷制作高級防護眼鏡也是一個不錯的選擇。電焊工在作業時面臨著電弧光輻射等因素的危害，因此護目鏡就成為了—種必備的保護措施。例如，煉鋼工人和參加核試驗的人員使用的眼睛防護用具，也可以用透明陶瓷來制作。

在機械工業領域，利用透明陶瓷高熔點、高強度和高硬度的特點，可以用其來制造車床上的高速切削刀以及汽輪機口十片、噴氣發動機零件等高端產品;在化學工業領域，利用透明陶瓷耐高溫和耐腐蝕的特點，可以用其來替代不銹鋼等材料;在儀表工業領域，利用透明陶瓷高硬度的特點，可用其來替代貴重的寶石材料;在電子工業領域，利用透明陶瓷優異的電絕緣性能和化學穩定性等，可用其來制造印刷線路的基板和鏤板。

神奇的陶瓷閃爍體

陶瓷閃爍體是近年來透明陶瓷領域的一個研究熱點，具有不同凡響的科學意義。有同學可能要問了，什么是閃爍體呢？閃爍體就是一種能把高能射線（×/γ射線）或粒子轉換為可見光的能量轉換體。

本來，我們是看不見高能射線的，但借助于由閃爍體組成的閃爍體探測器，我們就可以看見高能射線了。從這個意義上來說，閃爍體就是我們看得見高能射線的“眼睛”。

同學們也許會問，這與我們的生活有關系嗎？回答是肯定的。比如，我們去醫院做CT檢查，CT的含義就是X射線計算機體層成像，通過對人體某部位的層面進行掃描，由探測器接收透過該層面的×射線，并轉變為可見光后通過數字信號顯示出來。

在這個過程中，神奇的閃爍體探測器發揮了關鍵作用?，F在，稀土氧化物透明陶瓷用作閃爍體材料，已成功應用于醫學X射線掃描影像術。

在機場、車站等進行安檢時，我們不必打開行李箱，只要從安檢通道一過就可進行安全檢查了。在這種安全、快捷的檢查方式背后，一個重要的技術支撐就是陶瓷閃爍體，是它把X射線掃描的信息給轉換成了可見光，進而顯示了出來。

據悉，該項技術還被應用于工業CT在線檢測、油井勘探、反恐應用以及高能物理與核物理實驗等領域，成功展示了透明陶瓷在高端技術領域的應用前景。