氧化鋁陶瓷的一個關(guān)鍵性能在于其透光度。當光通過某一介質(zhì)時,由于介質(zhì)的吸收、表面反射、散射和折射等效應會使光線損失,光強衰減(可以簡單的理解成,透明度差的材料,光線損失相對較多)。這些衰減除了與材料的基本化學組成有外,還取決于此材料的顯微組織結(jié)構(gòu)。下面將對影響陶瓷透光度的因素做個小總結(jié)。
1、陶瓷的氣孔率
透明氧化鋁陶瓷的制備過程實質(zhì)上就是在燒結(jié)過程中完全排除顯微氣孔的致密化過程,材料中的氣孔尺寸、數(shù)量、種類都會對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陶瓷透明度的影響是會很直接暴力的體現(xiàn)。
2、晶粒尺寸
陶瓷多晶體的晶粒尺寸對透明陶瓷的透光率也有很大的影響,當入射光波長相當于晶粒直徑時,透光率低。因此為提高透明陶瓷的透光率,應將晶粒粒徑控制在入射光的波長范圍之外。
3、晶界結(jié)構(gòu)
晶界是破壞氧化鋁陶瓷體光學均勻性,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散度有關(guān)外,還與陶瓷表面的機械加工光潔度有關(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發(fā)生漫反射,導致光線損失。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散度有關(guān),除了選用高細散度的原料外,還應對陶瓷表面進行研磨和拋光。對陶瓷表面進行研磨和拋光處理會大大提高透光率,經(jīng)研磨后的氧化鋁透明陶瓷的透過率一般可從40%~45%增加到50%~60%以上,拋光可能達到80%以上。