中國粉體網訊 透明陶瓷是一種能透過特定波段光線并清晰成像的陶瓷，屬于多晶無機光學材料范疇。與傳統的光學晶體和光學玻璃相比，透明陶瓷不但具有結構陶瓷的高強度、高硬度、耐磨耐腐蝕特性，還在制備成本、尺寸以及光功能效應和熱性能方面具有優勢；尤其是可以采用陶瓷的近凈尺寸制備技術，按照實際應用需求，設計特殊的復合結構和復雜構型，從而為光功能系統設計提供極大的靈活性。
氧化鋁透明陶瓷是最早投入生產的透明陶瓷材料，在1957年，由美國科學家Coble制造出第一塊透明氧化鋁陶瓷“Lucalox”。經過幾十年的發展，目前已經研制出了幾十種的透明陶瓷：從最開始的氧化鋁透明陶瓷到氧化鎂透明陶瓷、氧化釔透明陶瓷等發展到鋁鎂尖晶石透明陶瓷、氮化鋁透明陶瓷、氮氧化鋁透明陶瓷、透明PLZT電光陶瓷、釔鋁石榴石激光透明陶瓷，以及YGO、GGG、Gd2O2S透明閃爍陶瓷等材料。
根據材料特性，透明陶瓷可分為光學透明陶瓷和光功能透明陶瓷，前者包括紫外、可見和紅外波段透光的透明陶瓷；后者包括激光、閃爍、磁光、電光、熒光和長余輝發光透明陶瓷等。由于其優異的性能，透明陶瓷在紅外光學窗口/導引頭整流罩、固體激光器、光調制/光隔離器、核醫學成像、高能粒子探測、高亮度照明/顯示、光學信息存儲等領域有著重要的實際和潛在應用。
美國、日本和歐洲的研究機構在透明陶瓷的研究與應用領域居于領先地位，近年來的研發工作主要集中于大尺寸和復雜形狀的尖晶石型透明陶瓷光學窗口、超低光學損耗和高光學均勻性的YAG基激光陶瓷、X-CT用高光輸出和低余輝的閃爍陶瓷、光隔離/調制器用磁光/電光陶瓷以及高亮度照明/顯示用熒光陶瓷等方面。中國透明陶瓷的研究與應用領域發展迅猛，部分方向甚至已經出現逼近和趕超態勢。
目前，中國與國際仍有差距，主要體現在：1）用于透明陶瓷制備的高品質粉體較為缺乏；2）透明陶瓷的最大可制備尺寸相對較��；3）透明陶瓷的光學質量相對較差；4）透明陶瓷的綜合性能與國外最好水平相比仍存在差距；5）透明陶瓷服役性能的評估還不夠充分等。
重要的是，氣孔率是影響透明陶瓷透光率最大的因素。存在于陶瓷內部的氣孔會對光產生強烈的散射和反射，研究表明氣孔率大于1%的氧化物陶瓷是不透明的。因此，制備透明陶瓷的過程實質上就是制品在燒結過程中實現完全致密化的過程。
2024年4月25日，中國粉體網將在江蘇蘇州舉辦“第三屆半導體行業用陶瓷材料技術研討會暨第三代半導體SiC晶體生長技術交流會”，屆時，中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員李江將帶來《陶瓷的無孔化制備與性能提升研究》的報告，李江研究員將重點介紹鎂鋁尖晶石、釔鋁石榴石、稀土倍半氧化物、氧化鋁、氧化鋯等幾類光學透明陶瓷的制備、性能與應用。
專家簡介
李江，中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員，博士生導師，國家重點研發計劃項目首席科學家�，F任Journal of the American Ceramic Society副主編、International Journal of Applied Ceramic Technology副主編、Journal of Advanced Ceramics、Magnetochemistry、無機材料學報、現代技術陶瓷等期刊編委。主要從事光功能透明陶瓷和高性能無孔陶瓷的研究。連續3年入選美國斯坦福大學發布的“終身科學影響力排行榜”。受邀在國內外學術會議上做邀請報告60余次；在國內外重要學術期刊上發表論文417篇；合著/譯學術專著3部；參與2部英文專著部分章節撰寫；授權中國發明專利25項。
來源：
李江等：透明陶瓷閃耀光技術的未來
粉體網
（中國粉體網編輯整理/空青）
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