陶瓷变透明摇身变“明星”

苏更林

在我们的身边，陶瓷随处可见！从普通的茶具到餐具，从陶瓷花瓶到陶瓷火锅……陶瓷作为泥与火的结晶，以不透明而著称于世。不过，科技的力量竟让陶瓷变得透明了……这是一个奇迹，一个让陶瓷走进现代高科技的新契机！

陶瓷怎能变“玻璃”

要把不透明的陶瓷变成像玻璃一样的透明体，有点不可思议。可科学家又是怎样让陶瓷变透明的呢？

要回答这个问题，还得从陶瓷为什么不透明说起。一般的陶瓷之所以不透明，主要是因为其内部存在着杂质和气孔等不均匀的显微结构，如杂质能够吸收光，而气孔能使光产生散射。

因此，要想让陶瓷变得透明，就得选用高纯度的原材料，并且排除陶瓷里的杂质与气孔。当然，还需要添加合适的烧结添加剂，表面加工也要光洁如镜……这样才能生产出像玻璃—样透明的陶瓷来。

并不是说透明陶瓷对光线的透过率就是100%。透明陶瓷作为一种具有一定透光性的多晶材料，其含义通常被认为是光线透过率超过10%。当然，透明陶瓷的透光率会因不同的应用场合而有所不同。

新光源因它而灿烂

透明陶瓷的诞生，为高效光源的实用化提供了材料支撑。高压钠灯是一种高强度气体放电灯，工作时能发出金白色光，具有发光效率高、光色柔和、透雾性强、耗电少、寿命长等特点。

但是，高压钠灯的工作温度高达1200℃，且压力大、腐蚀性强，传统的玻璃灯管难以适用如此苛刻的环境。透明陶瓷的诞生无疑为高压钠灯走向实用化铺平了道路。制作高压钠灯灯管的氧化铝透明陶瓷，熔点都在2 000℃以上，透光率在90%以上。

人们还用透明陶瓷制备了金卤灯、铯灯、铷灯、钾灯等新型光源。其中，陶瓷金卤灯是一种比高压钠灯更优秀的绿色照明光源，可用于替代高压{内灯等光源，大幅度提高照明的質量。

为导弹装上“火眼金睛”

透明陶瓷还被用作新一代光电设备的红外窗口材料，在军事、航天等领域都有应用。

在军事上，透明陶瓷可用作红外夜视仪、导弹以及激光制导等装备的红外窗口材料。这些装备上的光电系统大多工作在特殊的环境之中，对红外窗口材料的要求极高。

而传统的红外窗口材料在高温下具有强烈的红外自发辐射，并且力学性能也有明显下降，因此难以满足复杂环境对红外窗口材料的要求。

透明陶瓷不仅具有良好的透明性和光学特性，而且又保持了结构陶瓷的高强度、耐腐蚀、耐高温、电绝缘好等品质，因此是优异的红外窗口材料。据悉，响尾蛇导弹的整流罩就是用透红外陶瓷制作的。

除了用作红外窗口材料，透明陶瓷还可用于轰炸机瞄准器、防弹汽车窗口、航空航天器窗口以及高温、高压及腐蚀环境下的观察窗口等。透明陶瓷还可以取代防弹玻璃，并可以明显降低材料的厚度。

在工业领域大放异彩

用透明陶瓷制作高级防护眼镜也是一个不错的选择。电焊工在作业时面临着电弧光辐射等因素的危害，因此护目镜就成为了—种必备的保护措施。例如，炼钢工人和参加核试验的人员使用的眼睛防护用具，也可以用透明陶瓷来制作。

在机械工业领域，利用透明陶瓷高熔点、高强度和高硬度的特点，可以用其来制造车床上的高速切削刀以及汽轮机口十片、喷气发动机零件等高端产品;在化学工业领域，利用透明陶瓷耐高温和耐腐蚀的特点，可以用其来替代不锈钢等材料;在仪表工业领域，利用透明陶瓷高硬度的特点，可用其来替代贵重的宝石材料;在电子工业领域，利用透明陶瓷优异的电绝缘性能和化学稳定性等，可用其来制造印刷线路的基板和镂板。

神奇的陶瓷闪烁体

陶瓷闪烁体是近年来透明陶瓷领域的一个研究热点，具有不同凡响的科学意义。有同学可能要问了，什么是闪烁体呢？闪烁体就是一种能把高能射线（×/γ射线）或粒子转换为可见光的能量转换体。

本来，我们是看不见高能射线的，但借助于由闪烁体组成的闪烁体探测器，我们就可以看见高能射线了。从这个意义上来说，闪烁体就是我们看得见高能射线的“眼睛”。

同学们也许会问，这与我们的生活有关系吗？回答是肯定的。比如，我们去医院做CT检查，CT的含义就是X射线计算机体层成像，通过对人体某部位的层面进行扫描，由探测器接收透过该层面的×射线，并转变为可见光后通过数字信号显示出来。

在这个过程中，神奇的闪烁体探测器发挥了关键作用。现在，稀土氧化物透明陶瓷用作闪烁体材料，已成功应用于医学X射线扫描影像术。

在机场、车站等进行安检时，我们不必打开行李箱，只要从安检通道一过就可进行安全检查了。在这种安全、快捷的检查方式背后，一个重要的技术支撑就是陶瓷闪烁体，是它把X射线扫描的信息给转换成了可见光，进而显示了出来。

据悉，该项技术还被应用于工业CT在线检测、油井勘探、反恐应用以及高能物理与核物理实验等领域，成功展示了透明陶瓷在高端技术领域的应用前景。