透明陶瓷材料研究生就业方向及前景

透明陶瓷包括高温陶瓷和热敏性玻璃陶瓷。

高温陶瓷

这些透明陶瓷不仅有优异的光学性能，而且耐高温，一般它们的熔点都在2000℃以上。如氧化钍-氧化钇透明陶瓷的熔点高达3100℃，比普通硼酸盐玻璃高1500℃。透明陶瓷的重要用途是制造高压钠灯，它的发光效率比高压汞灯提高一倍，使用寿命达2万小时，是使用寿命最长的高效电光源。高压钠灯的工作稳定高达1200℃，压力大、腐蚀性强，选用氧化铝透明陶瓷为材料成功地制造出高压钠灯。透明陶瓷的透明度、强度、硬度都高于普通玻璃，它们耐磨损、耐划伤，用透明陶瓷可以制造防弹汽车的窗、坦克的观察窗、轰炸机的轰炸瞄准器和高级防护眼镜等。

热敏型玻璃陶瓷

透明陶瓷的制造是有意识地在玻璃原料中加入一些微量的金属或者化合物（如金、银、铜、铂、二氧化钛等）作为结晶的核心，在玻璃熔炼、成型之后，再用短波射线（如紫外线、X射线等）进行照射，或者进行热处理，使玻璃中的结晶核心活跃起来，彼此聚结在一起，发育成长，形成许多微小的结晶

，这样，就制造出了玻璃陶瓷。用短波射线照射产生结晶的玻璃陶瓷，称为光敏型玻璃陶瓷，用热处理办法产生结晶的玻璃陶瓷，称为热敏型玻璃陶瓷。

陶瓷作为理想的绝缘材料，在电力和电子行业有广泛应用，与玻璃相比较，陶瓷的强度高，耐火性好，能抵抗化学腐蚀，能经受放射性物质的强烈辐照。但传统的陶瓷不透明，以致许多场合，特别是在照明电器上无法应用。因此，在20世纪50年代，如何使陶瓷透明化成了一个及需攻克的难关。

美国通用电器公司的陶瓷专家发现，陶瓷不透明的主要原因是陶瓷中存在许多微小气孔，当一束光线照射到陶瓷表面时，微气孔由于对光线具有很强的散射能力，把大部分光线散射到四面八方，最后被陶瓷所吸收。为了赶走横在光线前进道路上的“拦路虎”——微气孔，专家们采取了三项技术措施：首先，烧制陶瓷所用的原料要有很高的纯度和细度，而且颗粒要均匀；其次，加入少量的氧化镁作添加剂，来减慢陶瓷结晶过程中晶粒长大的速度，以便通过晶粒边界的缓慢移动，把微气孔赶出；第三，在加热炉中通入氢气，因为氢气分子较小，易于将坯体中的空气置换出来，而在烧治过程中又容易通过晶格扩散到晶界，最后被彻底排除。通过精心的实验，科布尔及其助手们于1957年制成了世界上第一块完全透明的氧化铝陶瓷，宣告了透明陶瓷的诞生自从第一块透明氧化铝陶瓷诞生以来，透明陶瓷家族真是人丁兴旺，成员已发展到几十位。氧化物陶瓷有氧化铝、氧化镁、氧化钇、氧化钍等透明陶瓷；复合氧化物陶瓷类有铝镁尖晶石、锆钛酸铅镧透明铁电陶瓷；非氧化物陶瓷类有氟化镁、萤石、氟化镧等透明陶瓷。这些透明陶瓷可用于高压钠灯的发光管、光学滤光片和光学检波器基料、高温炉窗口、原子能反应堆的中心减速剂和反射剂及激光物质等。除了上述能透过可见光的透明陶瓷外，还有能透过红外线的陶瓷，如硫化锌、硒化锌、碲化镉、砷化镓等透红外陶瓷，可用于火箭导弹及宇航器的红外窗口和整流罩、红外输出器钟罩、红外发生器管壳、红外透镜及激光工作物质等。

虽然一般陶瓷是不透明的，但是光学陶瓷却显示出像玻璃一样透明性，故称透明陶瓷，透明陶瓷不仅拥有玻璃的透光能力，还具有强于玻璃材料的机械性能及更高的化学稳定性。一般的金属也不是透明的，实际上目前还真有一种透明的金属材料——氧化铟锡（ITO），它是一种合金，由90%的In?O?和10%的SnO?混合而成，它表现为透明茶色薄膜或黄偏灰色块状，且兼具透明和导电的特质，因此主要用于制作液晶显示屏、平板显示屏、等离子显示屏、触摸屏、有机发光二极管、太阳能电池板、抗静电镀膜、EMI屏蔽的透明传导膜，以及各种光学镀膜等。