氧化鋁陶瓷的一個(gè)關(guān)鍵性能在于其透光度。當(dāng)光通過(guò)某一介質(zhì)時(shí),由于介質(zhì)的吸收、表面反射、散射和折射等效應(yīng)會(huì)使光線損失,光強(qiáng)衰減(可以簡(jiǎn)單的理解成,透明度差的材料,光線損失相對(duì)較多)。這些衰減除了與材料的基本化學(xué)組成有外,還取決于此材料的顯微組織結(jié)構(gòu)。下面將對(duì)影響陶瓷透光度的因素做個(gè)小總結(jié)。
1、陶瓷的氣孔率
透明氧化鋁陶瓷的制備過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是在燒結(jié)過(guò)程中完全排除顯微氣孔的致密化過(guò)程,材料中的氣孔尺寸、數(shù)量、種類都會(huì)對(duì)陶瓷材料的透明性產(chǎn)生顯著影響。氣孔率的微小變化可顯著改變材料透光率。盡管這可能是在某種特定情況下的結(jié)果,但從某些程度上我們可以看出氣孔率對(duì)陶瓷透明度的影響是會(huì)很直接暴力的體現(xiàn)。
2、晶粒尺寸
陶瓷多晶體的晶粒尺寸對(duì)透明陶瓷的透光率也有很大的影響,當(dāng)入射光波長(zhǎng)相當(dāng)于晶粒直徑時(shí),透光率低。因此為提高透明陶瓷的透光率,應(yīng)將晶粒粒徑控制在入射光的波長(zhǎng)范圍之外。
3、晶界結(jié)構(gòu)
晶界是破壞氧化鋁陶瓷體光學(xué)均勻性,從而引起光的散射,致使材料的透光率下降的重要因素之一。 陶瓷材料的物相組成通常包含兩相或更多相,這種多相結(jié)構(gòu)容易導(dǎo)致光在相界表面上發(fā)生散射。材料的組成差異越大,折射率相差越大, 整個(gè)陶瓷的透光率越低。
4、表面加工光潔度
透明陶瓷的透光度還受表面粗糙度的影響。陶瓷表面的粗糙度除了與原料的細(xì)散度有關(guān)外,還與陶瓷表面的機(jī)械加工光潔度有關(guān)。燒結(jié)后未經(jīng)處理的陶瓷表面具有較大的粗糙度,光線入射到這種面上會(huì)發(fā)生漫反射,導(dǎo)致光線損失。其表面的粗糙度越大,則其透光性能就越差。
氧化鋁陶瓷的表面粗糙度與原料的細(xì)散度有關(guān),除了選用高細(xì)散度的原料外,還應(yīng)對(duì)陶瓷表面進(jìn)行研磨和拋光。對(duì)陶瓷表面進(jìn)行研磨和拋光處理會(huì)大大提高透光率,經(jīng)研磨后的氧化鋁透明陶瓷的透過(guò)率一般可從40%~45%增加到50%~60%以上,拋光可能達(dá)到80%以上。