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哪些因素会影响氧化铝陶瓷透明性?

发布时间:2020-07-06 浏览:15次 责任编辑:深圳康柏新材料科技有限公司

  如今,氧化铝陶瓷在工业中得到了广泛的应用,氧化铝陶瓷的一个关键性能在于其透光度。当光通过某一介质时,由于介质的吸收、表面反射、散射和折射等效应会使光线损失,光强衰减(可以简单的理解成,透明度差的材料,光线损失相对较多)。这些衰减除了与材料的基本化学组成有外,还取决于此材料的显微组织结构。那么哪些因素会影响氧化铝陶瓷的透明性?下面由康柏新材料厂家的工作人员为大家介绍:



  1、陶瓷的气孔率


  透明陶瓷的制备过程实质上就是在烧结过程中完全排除显微气孔的致密化过程,材料中的气孔尺寸、数量、种类都会对陶瓷材料的透明性产生显著影响。

  气孔率的微小变化可显著改变材料透光率。举个例子,有研究表明,陶瓷体中的闭口气孔率从0.25%变为0.85%时,透明度降低33%。尽管这可能是在某种特定情况下的结果,但从某些程度上我们可以看出气孔率对陶瓷透明度的影响是会很直接暴力的体现。又有研究数据表明,气孔体积占3%时,透光率0.01%,0.3%时,透光率10%。因此,透明陶瓷一定要提高致密度,降低气孔率,通常致密度大于99.9%。除了气孔率,气孔的直径对陶瓷的透光率也有跟大的影响。如下图所示,我们可以看出当气孔直径与入射光波长相当时,透过率最低。


  2、晶粒尺寸


  陶瓷多晶体的晶粒尺寸对透明陶瓷的透光率也有很大的影响,当入射光波长相当于晶粒直径时,光的散射效应最大,透光率最低。因此为提高透明陶瓷的透光率,应将晶粒粒径控制在入射光的波长范围之外。


  3、晶界结构


  晶界是破坏陶瓷体光学均匀性,从而引起光的散射,致使材料的透光率下降的重要因素之一。陶瓷材料的物相组成通常包含两相或更多相,这种多相结构容易导致光在相界表面上发生散射。材料的组成差异越大,折射率相差越大,整个陶瓷的透光率越低。


  因而透明陶瓷晶界区应微薄、光匹配性好、无气孔及夹杂物、位错等。具有各向同性晶体的陶瓷材料可以达到与玻璃相近的直线透光率。


  4、表面加工光洁度


  透明陶瓷的透光度还受表面粗糙度的影响。陶瓷表面的粗糙度除了与原料的细散度有关外,还与陶瓷表面的机械加工光洁度有关。烧结后未经处理的陶瓷表面具有较大的粗糙度,光线入射到这种面上会发生漫反射,导致光线损失。其表面的粗糙度越大,则其透光性能就越差。


  陶瓷的表面粗糙度与原料的细散度有关,除了选用高细散度的原料外,还应对陶瓷表面进行研磨和抛光。对陶瓷表面进行研磨和抛光处理会大大提高透光率,经研磨后的氧化铝透明陶瓷的透过率一般可从40%~45%增加到50%~60%以上,抛光可能达到80%以上。