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透(tou)明(ming)陶瓷（transparent ceramics）又(you)称光(guang)(guang)学陶瓷，它(ta)是在(zai)普通陶瓷的(de)(de)(de)(de)基础上(shang)，排除了吸(xi)收光(guang)(guang)线的(de)(de)(de)(de)杂(za)质和令光(guang)(guang)线产生散色的(de)(de)(de)(de)气孔基础上(shang)生产的(de)(de)(de)(de)高纯度陶瓷。与同样可透(tou)光(guang)(guang)的(de)(de)(de)(de)玻璃及树(shu)脂相比，透(tou)明(ming)陶瓷具(ju)有更(geng)高的(de)(de)(de)(de)耐(nai)热性和力(li)学性能(neng)，也(ye)能(neng)提供比单晶更(geng)高效的(de)(de)(de)(de)生产率。

与(yu)玻璃相比，透明陶瓷最显著的(de)优势在于恶劣工(gong)况下(xia)的(de)应(ying)用(yong)

目前，透(tou)明陶(tao)(tao)瓷作为(wei)玻璃、金属(shu)和塑料(liao)的替代品的使(shi)用(yong)(yong)增(zeng)加(jia)是推动其市(shi)场增(zeng)长的重要因素，据相关机构预(yu)计，在(zai)2021年至2028年的预(yu)测(ce)期内透(tou)明陶(tao)(tao)瓷将以(yi)22.35%的速度增(zeng)长。但由(you)于(yu)透(tou)明陶(tao)(tao)瓷的技术含量较高(gao)，与之相对(dui)的就(jiu)(jiu)是制(zhi)作耗(hao)时耗(hao)力，成本较高(gao)，从业界(jie)的报道(dao)也(ye)中不难看出它的下(xia)游应用(yong)(yong)多集中在(zai)高(gao)精尖领域，军(jun)事工业尤甚，比(bi)如(ru)说下(xia)图就(jiu)(jiu)是由(you)美国海军(jun)研究实验室(NRL)开发的用(yong)(yong)于(yu)高(gao)能激光(guang)(HEL)系统的透(tou)明镁铝酸尖晶石(MgAl₂O₄)陶(tao)瓷。

透明(ming)镁铝酸尖晶石透明(ming)陶瓷（来源：laserfocusworld）

不过军(jun)工(gong)领域重视(shi)透明(ming)(ming)陶(tao)瓷不代表它就(jiu)无(wu)法在(zai)民用领域发光发热。事实上早(zao)在(zai)多年(nian)以(yi)(yi)前透明(ming)(ming)陶(tao)瓷就(jiu)已经造(zao)访我(wo)(wo)们的(de)生(sheng)活(huo)(huo)，下方就(jiu)来列举一些(xie)我(wo)(wo)们完全可(ke)以(yi)(yi)在(zai)生(sheng)活(huo)(huo)中(zhong)接触(chu)到的(de)透明(ming)(ming)陶(tao)瓷应(ying)用。

1、相机镜头(tou)

随着多媒体(ti)影(ying)像(xiang)技术的(de)发(fa)展(zhan)，数(shu)码相(xiang)(xiang)机(ji)(ji)、摄(she)像(xiang)机(ji)(ji)越来(lai)越为广大消费者亲睐，人们对数(shu)码相(xiang)(xiang)机(ji)(ji)追求(qiu)其小型化，成(cheng)像(xiang)清晰(xi)且价格(ge)便宜，因此，需要设计和制造出能够满足上述要求(qiu)的(de)镜头(tou)(tou)。透明陶瓷的(de)一个(ge)特点是折射率高(gao)，这一特点使其在(zai)2004年时被村田制作所(suo)开(kai)(kai)发(fa)用于数(shu)码相(xiang)(xiang)机(ji)(ji)镜头(tou)(tou)，这也(ye)是世界上首次将(jiang)陶瓷开(kai)(kai)发(fa)为镜头(tou)(tou)实用化。

村田(tian)制作所推出的(de)(de)透(tou)明陶瓷(ci)镜(jing)头名为(wei)“Rumisera”，首(shou)次作为(wei)商品是出现在(zai)卡西(xi)欧EX-S100的(de)(de)相(xiang)机上，有效地缩(suo)短了镜(jing)筒(tong)长度。Rumisera透(tou)明陶瓷(ci)的(de)(de)折射率为(wei)2.082，是当时镜(jing)头使用最高折射率的(de)(de)材料。

卡西欧EX-S100

但是(shi)折(zhe)射率(lv)高的材料，相(xiang)对(dui)也容易产生色(se)散(san)而造(zao)成画质不(bu)(bu)(bu)佳(jia)(色(se)散(san)是(shi)指因不(bu)(bu)(bu)同颜色(se)的光，对(dui)镜(jing)头的折(zhe)射率(lv)不(bu)(bu)(bu)同，因而造(zao)成颜色(se)分散(san)）。因此，在使用折(zhe)射率(lv)高的材料时，色(se)散(san)补(bu)偿(chang)相(xiang)当重要。最有效(xiao)的色(se)散(san)补(bu)偿(chang)方式，就是(shi)将镜(jing)头设计由球面改成非球面。目前玻璃非球面的成型(xing)技术掌握在少数厂(chang)商手上(shang)，而透(tou)明陶瓷的成型(xing)更是(shi)困难。如何(he)降低(di)成型(xing)模具的损耗，正(zheng)是(shi)相(xiang)关(guan)厂(chang)商关(guan)注(zhu)的的重点。

另外在2018年时也(ye)有(you)(you)新闻报(bao)道，知名光(guang)学设备(bei)制(zhi)造商蔡司欲推出全(quan)球首款(kuan)以(yi)ALON材料制(zhi)造的透明(ming)陶瓷(ci)镜(jing)(jing)(jing)头(tou)。若能成(cheng)功推出，这款(kuan)镜(jing)(jing)(jing)头(tou)将拥有(you)(you)1.79的折射系数，远比普通玻璃(li)的1.4-1.5为高，而(er)且透光(guang)率(lv)>85%，配合较一(yi)般玻璃(li)更轻巧的外型和防刮能力(li)，将是一(yi)款(kuan)相当高性(xing)能的薄(bo)饼镜(jing)(jing)(jing)头(tou)，有(you)(you)望(wang)可以(yi)在Sony  E-mount无反相机上(shang)使用(yong)(yong)。不过，ALON制(zhi)作工序极为繁复(fu)，即使用(yong)(yong)来制(zhi)成(cheng)光(guang)学镜(jing)(jing)(jing)片，亦可能只会(hui)取(qu)代过往的高折射率(lv)镜(jing)(jing)(jing)片及前组镜(jing)(jing)(jing)片，否(fou)则会(hui)令镜(jing)(jing)(jing)头(tou)制(zhi)作成(cheng)本大(da)幅上(shang)升。但可(ke)惜的(de)是(shi)，这款镜头似乎到现(xian)在(zai)都没(mei)有面世。

当年的消息图

2、透明(ming)封装基板

LED照明(ming)被(bei)认为是继白(bai)炽灯、日光(guang)(guang)灯、高压卤(lu)灯后(hou)第四代照明(ming)光(guang)(guang)源(yuan)。与普通光(guang)(guang)源(yuan)相比，不仅使用寿(shou)命长而且发(fa)光(guang)(guang)效率很高。但(dan)传统LED受限于材料(liao)，主要(yao)是单面(mian)发(fa)光(guang)(guang)，能量利(li)用不充分，同时(shi)反面(mian)大量未能发(fa)散(san)出去(qu)的光(guang)(guang)能又集聚在基片上，转化(hua)成(cheng)热(re)能，增加(jia)了散(san)热(re)负担。

用于LED照明的(de)透明陶瓷（99.99%以上的(de)高纯Al2O3）

图源：日(ri)本(ben)碍(ai)子官网

多想让LED多角度(du)发(fa)光(guang)（360°发(fa)光(guang)），其发(fa)光(guang)依(yi)靠的芯片的封装基板除(chu)了(le)要作为支撑基体(ti)和(he)散热媒介外，还需要拥有(you)一(yi)定(ding)的透光率。目前，这(zhei)种基片材料(liao)(liao)主(zhu)要是(shi)蓝(lan)(lan)宝(bao)石(shi)(shi)和(he)玻璃材料(liao)(liao)，然而玻璃基片的(de)(de)散(san)热性能(neng)较(jiao)差；蓝(lan)(lan)宝(bao)石(shi)(shi)散(san)热性能(neng)良好(hao)，但蓝(lan)(lan)宝(bao)石(shi)(shi)是(shi)单(dan)晶氧化铝，单(dan)晶材料(liao)(liao)的(de)(de)制备条件(jian)苛刻，成(cheng)品率低，生(sheng)产成(cheng)本(ben)太(tai)高。对比之下，多晶透明氧化铝陶瓷(ci)(ci)生(sheng)产成(cheng)本(ben)比蓝(lan)(lan)宝(bao)石(shi)(shi)低，强度和(he)导(dao)热性能(neng)比玻璃材料(liao)(liao)好(hao)，因此(ci)，氧化铝透明陶瓷(ci)(ci)作(zuo)为LED芯片的(de)(de)基片，是(shi)最具潜力的(de)(de)蓝(lan)(lan)宝(bao)石(shi)(shi)替代品，具有(you)广(guang)阔的(de)(de)发展潜力。

3、陶瓷(ci)金卤(lu)灯管

由于陶(tao)(tao)瓷材料(liao)具有耐酸碱、耐高温(wen)、化(hua)学稳(wen)定(ding)性的(de)特(te)点，用其制成的(de)金(jin)卤灯(deng)电(dian)弧(hu)管(guan)比用制成的(de)金(jin)卤灯(deng)电(dian)弧(hu)管(guan)，具有工作温(wen)度高、光(guang)效高、显色性好、体(ti)积(ji)小(xiao)、寿命长(zhang)等优点，因此，陶(tao)(tao)瓷金(jin)灯(deng)近(jin)年(nian)来得到较大的(de)发展，在照明(ming)(ming)领(ling)域中广(guang)(guang)泛(fan)推(tui)广(guang)(guang)。目(mu)前，陶(tao)(tao)瓷金(jin)卤灯(deng)电(dian)弧(hu)管(guan)主要采用半透(tou)明(ming)(ming)的(de)多晶氧化(hua)铝陶(tao)(tao)瓷制造，透(tou)光(guang)率高于玻璃(li)和石(shi)英。实践证(zheng)明(ming)(ming)，一体(ti)式厚度均匀(yun)体(ti)积(ji)小(xiao)的(de)半透(tou)明(ming)(ming)多晶氧化(hua)铝陶(tao)(tao)瓷电(dian)弧(hu)管(guan)结构最(zui)为完善。

陶瓷(ci)金卤(lu)灯(deng)用半(ban)透明氧化铝(lv)一(yi)体管

4、视窗防护屏(ping)

视窗防(fang)(fang)护(hu)屏(ping)是(shi)消费(fei)电子产品(pin)手机、平板(ban)电脑等的重要零部件，随着(zhe)消费(fei)电子产品(pin)竞争剧烈，对视窗防(fang)(fang)护(hu)屏(ping)提出更(geng)高要求，如高硬(ying)度、高透(tou)光(guang)、耐(nai)腐蚀、曲面(mian)(mian)屏(ping)。最(zui)初的普通(tong)手机视窗防(fang)(fang)护(hu)屏(ping)使用的是(shi)亚克力材质，在(zai)2001年后，手表玻璃加工(gong)工(gong)艺被运(yun)用到手机面(mian)(mian)板(ban)上，玻璃屏(ping)取代了亚克力屏(ping)，不仅(jin)透(tou)光(guang)率提高了，而且还(hai)更(geng)好避免屏(ping)幕刮伤，不易变形(xing)、老化等。一路(lu)到现在(zai)，玻璃面(mian)(mian)板(ban)都是(shi)主流的选(xuan)择。

但是业界(jie)永远(yuan)追求(qiu)进步，于是各方(fang)面性(xing)能(neng)(neng)更佳的透明(ming)陶(tao)瓷(ci)也开始受(shou)到关注。比(bi)如说AlON透明(ming)陶(tao)瓷(ci)因为(wei)性(xing)能(neng)(neng)接(jie)近蓝宝(bao)石晶体(ti)(ti)，同时具有陶(tao)瓷(ci)耐腐蚀(shi)、尺寸大、易成(cheng)型(xing)等优点(dian)，目前已(yi)经成(cheng)为(wei)下(xia)一代视(shi)窗(chuang)防护(hu)(hu)屏材料的研发热点(dian)。根据科创中国消息，目前我国的技(ji)术(shu)(shu)团队(dui)已(yi)经建(jian)立了AlON透明(ming)陶(tao)瓷(ci)材料的粉体(ti)(ti)表(biao)面改(gai)性(xing)、近形复杂成(cheng)型(xing)、高透过率坯体(ti)(ti)制备(bei)，精密加工的完整技(ji)术(shu)(shu)链，掌握(wo)了AlON陶(tao)瓷(ci)视(shi)窗(chuang)防护(hu)(hu)屏的完制备(bei)技(ji)术(shu)(shu)工艺。

5、透明陶(tao)瓷托槽

近年来(lai)，越(yue)(yue)来(lai)越(yue)(yue)多(duo)的(de)牙科(ke)患者(zhe)，尤其是女性进行正畸(ji)治(zhi)疗，因而对正畸(ji)矫治(zhi)器的(de)美学要求也就越(yue)(yue)来(lai)越(yue)(yue)高。1986年，陶瓷托槽首次被引入正畸(ji)领域，其后，多(duo)种类(lei)型(xing)的(de)陶瓷托槽广泛的(de)应用于临床。

这(zhei)种粘在牙齿(chi)表(biao)面上凸起的小方(fang)块就是托槽，是固定矫正器最重(zhong)要(yao)的组成部(bu)分

目前(qian)应(ying)用陶(tao)瓷托槽主要为氧(yang)(yang)化(hua)(hua)铝陶(tao)瓷和陶(tao)瓷。氧(yang)(yang)化(hua)(hua)铝陶(tao)瓷托槽根据其制(zhi)作工艺的不同(tong)，又可分(fen)为单(dan)晶透明(ming)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)铝陶(tao)瓷和多(duo)(duo)晶透明(ming)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)铝陶(tao)瓷。由于多(duo)(duo)晶透明(ming)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)铝陶(tao)瓷制(zhi)作工艺更为简单(dan)，具有透明(ming)特(te)(te)性(xing)，美(mei)学(xue)特(te)(te)性(xing)较(jiao)(jiao)好，粘在牙齿上隐蔽性(xing)较(jiao)(jiao)好，能使(shi)矫治过程悄(qiao)然完成，目前(qian)应(ying)用较(jiao)(jiao)为广泛。

总结

以上就是部(bu)分(fen)小编(bian)搜集到的(de)(de)透明陶瓷在民(min)用领域的(de)(de)应用讯(xun)息。可以看出透明陶瓷虽(sui)然(ran)被(bei)(bei)业界重视，但(dan)实际应用上与玻璃(li)这(zhei)种已被(bei)(bei)应用多年的(de)(de)材质(zhi)(zhi)还是有所差距，因此无(wu)论是制备的(de)(de)成品(pin)品(pin)质(zhi)(zhi)还是成本的(de)(de)控(kong)制上都还需(xu)要(yao)多加(jia)努力。期待更(geng)多的(de)(de)产品(pin)问世！

 

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