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邹(zou)小姐：13326633089 -
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相信(xin)大家都明显感(gan)知(zhi)到一(yi)个客观的(de)现象，“玻璃是透明的，陶瓷一般是不透明”的。但是为啥呢？下文一起来探索一下。
玻璃(li)&陶瓷
透明的定义
透(tou)光性(xing)(xing)是(shi)指材料允(yun)许光线透(tou)过的(de)性(xing)(xing)质，可用(yong)透(tou)光率表(biao)示，即(ji)透(tou)过材料的(de)光线的(de)强度与入射光的(de)强度之比。透(tou)光性(xing)(xing)好的(de)材料，其(qi)透(tou)光率可高达90%以上；而不透光材料，透光率为零。此外，还将透光率较小的材料称为半透明材料。此外，仅仅是透光无法构成我们认知里面的“透明材料”，看看下图“透光不透视&透光且透视”你就有个感性认知，后者才是我们要的透明材料，透(tou)明材料除了(le)透(tou)光之外还可以被透(tou)视；即它们允许明晰的(de)图(tu)像穿过（意思是你隔着这透明材(cai)料还很清(qing)楚(chu)的(de)看到了对(dui)面的(de)情景，并且你能(neng)看懂这东东对(dui)面是啥。想(xiang)想(xiang)我(wo)(wo)们常将某(mou)人当成透明人，比喻成眼(yan)里没这个人，不影响我(wo)(wo)们视野的(de)人，呵(he)呵(he)）。相反(fan)的(de)属性(xing)被称为(wei)。当然，完(wan)全透明(ming)可(ke)能不存在(zai)，毕竟(jing)完(wan)全透明(ming)的材(cai)料我(wo)们也看不见(jian)不是么(me)。
透(tou)光不透(tou)视&透光且透视
要透光(guang)也要隐(yin)私
我们（吃瓜群众们）通(tong)常(chang)意义(yi)上说的透(tou)(tou)明不(bu)透(tou)(tou)明，都是局限于可见光波段--波长介于390纳米到750纳米之间。题目所说的：为啥玻(bo)璃透(tou)(tou)明，陶瓷不透(tou)(tou)明?当然也是指向这个波段范围。
各(ge)种(zhong)光(guang)及波长
光(guang)(guang)是(shi)电(dian)磁波(bo)(bo)的一种，事实上(shang)，人眼看上(shang)去(qu)透(tou)明(ming)的东西，对于超(chao)出可见光(guang)(guang)波(bo)(bo)段的电(dian)磁波(bo)(bo)，就不(bu)一定是(shi)透(tou)明(ming)的，反(fan)之亦然（例如玻璃，详见后文解释）。举个例子，X光就是波长很短的光，可见光透不过的人眼看不穿的肉身，对X光是透明的，根据人体软组织和骨骼吸收X射线的能力不同，因此X射线可用来给人做身体检查，X光成像对医疗非常有用。
在X光面前，侬就是个透明人
借助X光及其他相关技术，我们拥有了透视人体的能力
那是什么影响了材料的透不透明
对(dui)于(yu)材料(liao)透明与否，或(huo)者透明程度，主(zhu)要取决(jue)于(yu)两点：①是否发生光（电磁波）的吸收，②是否发生光（电磁波）散射或多次反射。
那么，什么决(jue)定了(le)物质(zhi)对光(guang)(guang)的(de)(de)作用呢，因素很多，最基(ji)本的(de)(de)就是物质(zhi)的(de)(de)电子(zi)(zi)(zi)结(jie)构。我们(men)知(zhi)道物质(zhi)原(yuan)子(zi)(zi)(zi)是由原(yuan)子(zi)(zi)(zi)核和电子(zi)(zi)(zi)构成的(de)(de)，实(shi)际上电子(zi)(zi)(zi)很活泼，可以(yi)吸收光(guang)(guang)子(zi)(zi)(zi)从而(er)增加(jia)自己的(de)(de)能(neng)量。光(guang)(guang)一(yi)旦被吸收，这个(ge)物质(zhi)就表现为不透明(ming)了(le)。但(dan)也并不是什么光(guang)(guang)都(dou)吸收的(de)(de)，具体(ti)的(de)(de)选择(ze)是由量子(zi)(zi)(zi)力学规律所决(jue)定的(de)(de)。这其中(zhong)涉及到固体(ti)物理学的(de)(de)基(ji)本原(yuan)理，包括固体(ti)的(de)(de)能(neng)带(dai)结(jie)构和带(dai)间跃(yue)(yue)迁，带(dai)内跃(yue)(yue)迁等(deng)等(deng)。（知(zhi)乎引(yin)文：姚杰，光(guang)(guang)学与材料学科研中(zhong)）。比如玻璃(li)(li)，其电子(zi)(zi)(zi)由于量子(zi)(zi)(zi)力学限(xian)制无法(fa)吸收(shou)可见光，所以(yi)光线(xian)(xian)就直接穿(chuan)透过去(qu)，因而(er)呈现透明(ming)状。但是(shi)(shi)(shi)，玻璃(li)(li)也并不(bu)是(shi)(shi)(shi)永远透明(ming)的(de)，比如说对(dui)于某些(xie)红外(wai)和紫外(wai)光线(xian)(xian)，玻璃(li)(li)就是(shi)(shi)(shi)不(bu)透明(ming)的(de)，因为那些(xie)波段范围的(de)光子(zi)(zi)(zi)玻璃(li)(li)是(shi)(shi)(shi)可以(yi)吸收(shou)，一个很经典的(de)例子(zi)(zi)(zi)就是(shi)(shi)(shi)，得(de)了(le)佝偻病(bing)隔着(zhe)玻璃(li)(li)晒太阳是(shi)(shi)(shi)接收(shou)不(bu)到来自紫外(wai)线(xian)(xian)的(de)恩(en)泽的(de)。隔着(zhe)玻璃(li)(li)晒太阳，没有(you)什么补钙(gai)效果(guo)，这是(shi)(shi)(shi)因为玻璃(li)(li)能够吸收(shou)发(fa)挥作用(yong)的(de)紫外(wai)线(xian)(xian)已经被玻璃(li)(li)给吸收(shou)了(le)。
除了内在基本属性，晶(jing)(jing)界对光的散射等问题也会影响材料(liao)的透明度。为了进一步阐述这个(ge)问题，我们需要将单晶(jing)(jing)体、多晶(jing)(jing)体和非晶(jing)(jing)区别对待，同时考虑一下厚度的影响。
对于单晶，透明与否(fou)仅(jin)仅(jin)跟(gen)禁带(dai)宽(kuan)度有关(guan)。宽(kuan)禁带(dai)的材(cai)料，可见(jian)光（380-780nm）无法激发其禁带间的电子跃迁，表现为对可见光不吸收。比如ZnO(3.4eV)，GaN(3.4eV)。相对地，窄禁带的，比如1eV，可见光中的短波部分就可以激发其电子跃迁，表现为可见光波段被材料吸收了，所以就不透明了，比如Si（1.2eV），但是(shi)硅对大部分红外线都是(shi)透明的，可以替代玻璃。极端情况下，比如金属，禁(jin)带为零，也是不透明。
不透明的(de)硅单(dan)晶(jing)而对于多晶(jing)体(ti)，除了(le)禁(jin)带吸收之(zhi)外，还要(yao)晶(jing)界对光的(de)散(san)射。光在晶(jing)界处被散(san)射到各个方向(xiang)，宏观上就表现(xian)为白色。比如，单(dan)晶(jing)Al2O3、ZnO是透明的，但是他们对应的陶瓷，就呈现不透明或者半透明的白色，就是因为陶瓷一般是多晶体。对于光的散射，我们可以类比一下可以大雾天，水雾很多的时候，或者在山顶上看云海，就是白色的。实际上小水滴是透明的，空气也是透明的，但是因为气液界面的存在，对光有散射（或者折射），所以能见度就低了；还有一个案例就是水和游的乳浊液，水中分散的小油滴，有很多油-水界面，对光散射使之表现为白色。
最后(hou)，还(hai)有(you)厚(hou)度的影响。石墨是不透明的，但是变(bian)成一层，即石墨烯的时候，很(hen)透明，只有(you)2.3%的吸收。因为一层原子对光的吸收是有限的。金属很薄的时候，也可以透明或者半透明。
不过，陶瓷可以透(tou)明
虽然一般陶(tao)瓷(ci)是不(bu)透明的，但是光学陶(tao)瓷(ci)却显(xian)示出像(xiang)玻璃一样透明性，故称(cheng)透明陶瓷，透明陶瓷不(bu)仅拥有(you)玻(bo)璃的(de)透光能力，还(hai)具有(you)强于玻(bo)璃材料的(de)机械(xie)性(xing)能及更高(gao)的(de)化(hua)学(xue)稳定性(xing)，让应用工程师(shi)们多(duo)了些选材，多(duo)了些创造力。我们知道一般陶瓷不(bu)透(tou)(tou)明的(de)(de)原因是其(qi)内部存在有(you)杂(za)质(zhi)和气孔(kong)，前者能(neng)吸收光，后者令光产生(sheng)散射，所(suo)以就不(bu)透(tou)(tou)明了(le)。因此如果选用(yong)高纯原料，并通过工艺手段(duan)排(pai)除气孔(kong)就可(ke)能(neng)获(huo)得(de)透(tou)(tou)明陶瓷。早期就是采用(yong)这样的(de)(de)办法得(de)到透(tou)(tou)明的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)铝陶瓷，后来陆续(xu)研究(jiu)出如烧结白刚玉、氧(yang)化(hua)(hua)镁、氧(yang)化(hua)(hua)铍、氧(yang)化(hua)(hua)钇、氧(yang)化(hua)(hua)钇-二氧化锆等多种氧化物系列透明陶瓷。近期又研制出非氧化物透明陶瓷，如砷化镓、硫化锌、硒化锌、氟化镁、氟化钙等。
光(guang)学窗口用(yong)透明陶瓷
来源：上硅所//www.sic.ac.cn/
但，并不是满足了如上的硬件(jian)基础条件(jian)就(jiu)能(neng)把所有(you)陶(tao)瓷材(cai)(cai)料(liao)(liao)都变成(cheng)(cheng)透(tou)(tou)明(ming)陶(tao)瓷，有(you)一个(ge)我们不得忽视的点是材(cai)(cai)料(liao)(liao)的基因结构属性是决定(ding)透(tou)(tou)明(ming)陶(tao)瓷有(you)没(mei)有(you)机会变成(cheng)(cheng)透(tou)(tou)明(ming)的重要因素。
并不是(shi)所(suo)有的(de)材料(liao)都(dou)可以用来(lai)制造透(tou)明(ming)陶(tao)瓷(ci)，因(yin)为(wei)具(ju)有低对(dui)称结(jie)构(gou)的(de)陶(tao)瓷(ci)中的(de)晶(jing)粒是(shi)光(guang)学各向异性的(de)，这会导致光(guang)在穿(chuan)过晶(jing)界时散射(she)。因(yin)此，透(tou)明(ming)陶(tao)瓷(ci)材料(liao)必(bi)须具(ju)有高(gao)度对(dui)称的(de)晶(jing)体结(jie)构(gou)；大多(duo)数透(tou)明(ming)陶(tao)瓷(ci)具(ju)有立方结(jie)构(gou)，同时一些具(ju)有四方和(he)六角形结(jie)构(gou)的(de)材料(liao)也可以制成(cheng)透(tou)明(ming)陶(tao)瓷(ci)（因(yin)为(wei)它们没有或者只有很弱的(de)双折射(she)问题），尽(jin)管这些材料(liao)更难(nan)加工。
粉体圈编辑：小白
