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透明陶瓷用途
哎呀呀，今天咱来聊聊透明陶瓷的用途。
你知道吗，有一次我去朋友家玩，发现他们家的灯具特别漂亮，光线特别柔和均匀。
我就好奇地问朋友这是啥灯具啊，这么厉害。
朋友得意地说这可是用了透明陶瓷做灯罩的灯具呢！我当时就很惊讶，原来透明陶瓷还能用来做这个呀。
透明陶瓷在灯具上的应用可真是太妙了。
它让光线能够很好地穿透出来，而且还特别耐高温，不容易损坏。
想象一下，如果没有透明陶瓷，那灯具可能就没那么好看，也没那么实用了。
除了灯具，透明陶瓷还能用于很多地方呢。
比如说，在一些特殊的仪器仪表里，它能让我们清晰地看到里面的运作情况，就像给这些仪器安了一双透明的眼睛。
还有啊，在一些军事领域，透明陶瓷可以做成防护面罩啥的，又轻便又坚固。
总之呢，透明陶瓷的用途可多了去了，真的是让我们的生活变得更加丰富多彩呀！就像我朋友家那个漂亮的灯具一样，给我们带来了不一样的体验和惊喜呢！以后说不定还会有更多更有趣的透明陶瓷制品出现，想想都觉得很有意思呀！。
一文了解透明陶瓷材料
透明陶瓷具有陶瓷固有的耐高温、耐腐蚀、高绝缘、高强度等特性，又具有玻璃的光学性能，在照明技术、光学技术、特种仪器制造、无线电子学、信息探测、高温技术以及军事工业等领域应用前景广阔。
目前，透明陶瓷得到了广泛研究，下面对几种透明陶瓷及其应用作具体介绍。
一、光学窗口用透明陶瓷
红外窗口材料广泛应用于军事，航天及工业等多个领域，可用于制造透明装甲、导弹头罩、高温观察窗口以及航空窗口等。
光学窗口用透明陶瓷主要有：红外透明Y2O3-MgO纳米复相陶瓷、MgAl2O4透明陶瓷、MgO 透明陶瓷、AlON透明陶瓷等。
图1 光学窗口用透明陶瓷性能要求
1、红外透明Y2O3-MgO纳米复相陶瓷
Y2O3陶瓷具有紫外–可见–红外的宽波段透过性能，高温下适中力学性能以及抗热震性，特别是Y2O3具备极低的高温辐射系数，但传统制备过程中高温烧结会导致晶粒异常长大，影响其高温力学性能以及抗热震性，限制了Y2O3在高马赫数导弹红外窗口/整流罩上的应用。
在MgO–Y2O3体系中，常压且低于2110℃时为稳定的两相混合物，因此在烧结过程中MgO- Y2O3纳米复相陶瓷中Y2O3相和MgO相的晶界相连，充分利用两相晶粒的钉扎效应来抑制晶粒的生长，减少了因两相折射率不同而产生的散射，从而获得出色的中波红外透过率及透过范围，此外，MgO–Y2O3纳米复相陶瓷拥有极低的高温辐射系数、高温下优良的机械性能、适中的热学性能以及仅次于蓝宝石的抗热震性。
透明陶瓷概念
透明陶瓷是一种具有高透明度、高硬度、高强度和耐高温等特性的陶瓷材料。
与传统的陶瓷材料相比，透明陶瓷具有更好的光学性能和机械性能，因此在光学、电子、医疗等领域得到广泛应用。
透明陶瓷的制备方法主要包括溶胶-凝胶法、热压法、化学气相沉积法等。
其中，溶胶-凝胶法是一种常用的制备方法，通过将金属离子和有机配体溶解在有机溶剂中，形成溶胶，然后加入凝胶剂使溶胶凝胶化，最后在高温下热处理得到透明陶瓷。
透明陶瓷的应用领域包括光学领域、电子领域、医疗领域等。
在光学领域，透明陶瓷可以用于制作高透明度的光学器件，如激光器、光纤等；在电子领域，透明陶瓷可以用于制作透明电极、透明导电膜等；在医疗领域，透明陶瓷可以用于制作人工关节、牙科修复材料等。
2014 年春季学期研究生课程考核（读书报告、研究报告）考核科目：现代光学材料与技术选讲学生所在院（系）：理学院物理系学生所在学科：姓名：学号：学生类别：统招题目：PMN-PT功能材料PMN-PT功能材料1、PMT-PT功能材料的定义及性质研究PMN—PT它是一种新型驰豫型铁电体，由于具有优越的压电性备受关注。
PMN-PT光电透明陶瓷属于钙钛矿型多晶结构，可以用ABO3表示:(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3(PMN-PT)。
其中A位为Pb元素，B位为Mg、Nb和Ti元素。
为了达到最佳的透光效果和电光系数，某些元素如Ba或La被加入到PMN-PT中，部分取代A位的Pb元素。
PMN-PT材料成分分布被分为3个主要区域:二次方区、存储区和线性区。
光电材料的成分主要分布在二次方区域，且二次方区域的x取值为0.1～0.35。
PMN—PT是具有各向同性的最小能量稳定结构和易被扭曲的电场。
在外电场作用下，所有的畴都倾向于外电场排列，即发生极化，光就会产生双折射，从而表现出很强的电光效应。
下图所示为ABO型3钙钛矿石基本结构单元。
图1ABO型钙钛矿石基本结构单元32、PMT-PT的制备工艺2.1.氛化物固相反应法要求反复高温锻烧(>900℃)和长时间保温(一24h)，使在较低温度下首先生成的烧绿石相转变为钙钦矿相。
重复锻烧过程增大了钙钦矿相量，但因为Mgo与烧绿石相反应的活性低，仍然有较多的烧绿石相存在。
2.2、二步合成法烧绿石相在较低温度下就能生成，而且很难转变为钙钦矿相。
二步合成法就是要通过形成一种中间物质来绕过烧绿石相的形成过程，依据中间物质的不同，主要有两种。
（1）铌铁矿法：g M O 和25Nb O 预先反应合成妮铁MgNb2O6，其结构与PMN 的结构很相似，然后与扩散能力强的PbO 与之反应生成PMN 。
（2）钨猛铁矿法：PbO 和25Nb O 首先合成钨锰铁矿32b P Nb O :等B 空位的中间物质，然后与g M O 合成钙钦矿型PMN 陶瓷。
透明陶瓷的透明原理透明陶瓷是一种具有优秀透光性能的陶瓷材料，能够让可见光尽可能地透过而不发生散射或吸收。
其透明原理主要涉及材料的组成和微观结构，下面将从这两个方面展开讨论。
首先，透明陶瓷的透明性与其组成有关。
通常，透明陶瓷是由无机晶体材料制成的，如二氧化硅（SiO2）、氧化铝（Al2O3）等。
这些无机晶体材料具有高度有序的结构，其原子或分子排列非常规律，从而使得透明陶瓷具有透明度高的特性。
例如，二氧化硅在固态中由均匀紧密排列的SiO4四面体构成，这种有规则的排列能让可见光在材料之间自由传播。
而切割成薄片后，透明陶瓷材料能够让可见光透过，使得我们能够清晰地看到透明陶瓷的内部情况。
其次，透明陶瓷的透明性与其微观结构以及光与物质相互作用有关。
透明陶瓷中的晶体在微观上呈现出较小的晶粒尺寸和较少的晶界，这种结构有助于减少杂质的存在，从而减小光的散射和吸收。
另外，透明陶瓷材料通常具有较高的密度，使得光子在材料中传播时与材料发生的相互作用较少。
例如，氧化铝由高纯度的氧化铝粉末烧结而成，其晶体内部几乎没有气孔和缺陷，因此能够实现良好的透明性能。
此外，透明陶瓷材料还可以通过改变其化学成分和制备工艺来调节透明性能。
例如，在氧化铝陶瓷中引入不同的掺杂物或改变烧结温度可以控制晶体的尺寸和形状，从而影响其对光的散射和吸收。
此外，还可以通过热处理和物理外场处理等方法来提高透明陶瓷材料的透明性。
总之，透明陶瓷的透明原理主要涉及其组成和微观结构。
透明陶瓷由有序排列的无机晶体材料构成，其微观结构特点使得光能够在其中自由传播，从而实现高透明度。
此外，改变化学成分和制备工艺也可以调节透明陶瓷的透明性能。
这些透明原理的理解对于研发和应用透明陶瓷具有重要的意义。
一、什么是透明铁电磁材料
透明铁电陶瓷诞生于七十年代初，它除了和透明陶瓷家族的其它成员一样，象玻璃般地透明外，还有一般铁电陶瓷的特性。
所谓"透明"就是能透过光线，而且透过它能看清对面的东西。
"铁电陶瓷"就不能依此类推，说它是含铁的陶瓷。
其实一般铁电陶瓷本身并不含铁，尤其是透明铁电陶瓷如果含有少量铁会大大改变它的光学性能，稍多含量的铁就会使它变成完全不透明，"铁电"二字的由来只是因为它具有和铁磁体相对应的一些性能。
其电性与铁磁体的磁性几乎一一对应，人们就称它为铁电体，透明铁电陶瓷只不过是一种透明的多晶铁电体。
目前制得的透明度高、电光性能好的铁电陶瓷是一种锆钛酸铅镧陶瓷。
透明铁电陶瓷的本领很大，它能把电，光，机械形变等几个物理量结合在一起相互发生作用，因而在新技术中有许多奇妙和功能，如用它做成的立体眼镜能在电视机荧光屏上看到有空间三维立体概念的景物，它对电光技术，彩色电视的发展将起很大的促进作用。
铁电陶瓷材料的研究现状和应用
2013-08-02 15:33:00
1、层状铁电陶瓷
（1）Bi系
目前，研究较多、并且用于制备铁电陶瓷材料的是钙钛矿结构的锆钛酸铅（简称PZT）系列。
此系列的突出优点是剩余极化较大Pr（10~35 μC/cm 2）、热处理温度较低（600℃左右）。
但是随着研究的深入，人们发现，在经过累计的极化反转之后PZT系列性能退化，主要表现在出现高的漏电流和较严重的疲劳问题，另外，铅的挥发对人体也有害。
因此研究和开发性能优良且无铅的铁电陶瓷具有重要的现实意义。
而铋系层状钙钛矿结构材料属于铁电材料类且性能较好又不含铅，因此受到人们的广泛关注。
（2）(Pb,Ba)(Zr,Ti)O3系
(Pb,Ba)(Zr,Ti)O3（简称PBZT）系陶瓷与Pb(Zr,Ti)O3(PZT)同属于ABO3型钙钛矿结构，具有较大的电致伸缩应变，在电子微位移动领域已得到广泛应用。
但在使用过程中发现这类铁电陶瓷因其脆性和较低的强度影响了其产品的耐久性和使用寿命，因此改善其机械性能已引起人们的重视。
2、弛豫型铁电陶瓷
弛豫型铁电体（relaxation ferroelectrics，简称RF）是指顺电—铁电转变属于弥散相变的一类铁电材料，它同时具有铁电现象和弛豫现象。
与典型铁电体相比，弛豫型铁电体的一个典型特征是复介电常数（ε*(ω) =ε'(ω) ?ε"(ω)，ω为角频率）的实部ε'(ω)随温度变化呈现相对宽且变化平缓的峰，其最大ε'(ω)值对应的温度Tm随ω的增加而向高温移动。
该特征与结构玻璃（structureglass）化转变、自旋玻璃（spin glass）化转变的特征极为相似。
所以，弛豫型铁电体又被称为极性玻璃（polar glass），相应的弛豫铁电相变又被称为极性玻璃化转变。
迄今为止，虽然人们对弛豫铁电相变进行了大量的实验测量和理论探索，但是仍然没有被普遍接受的弛豫铁电相变模型，所以对弛豫铁电相变机制的研究一直是该领域研究的热点问题之一。
另外，现有的一些弛豫铁电体具有优良的铁电、压电和热释电性能，因而具有广泛而重要的应用。
3、含铅型铁电陶瓷
铌镁酸铅Pb(Mg1.3Nb2.3)O3(简称PMN)铁电陶瓷材料以很高的介电常数、相当大的电致伸缩效应、较低的容温变化率和几乎无滞后的特点，一直受到人们的关注，在多层陶瓷电容器、新型微位移器、执行器和机敏材料器件及新型电致伸缩器件等领域有着巨大的应用前景。
4、无铅型铁电陶瓷
BaTi2O5(简称BT2)粉体不含铅，是一种新型绿色环保的铁电材料，近几十年来，人们一直认为BT2 是一种顺电材料，其热稳定性差，高温易分解，当温度高于1150℃时分解为BaTiO3(BT)和Ba6Ti17O40(B6T17)。
直到2003年人们才发现了合成的BT2单晶具有优异的铁电性。
而采用浮区- 熔融法和淬火法合成的多晶体在475℃时，沿b 轴方向也显示出较高的介电性能。
但利用这些方法难以获得大尺寸的晶体，故很难在实际中应用。
因而，有必要采用常规的烧结方法来制备多晶BT2。
由于BT 2的热稳定性差，所以不能采用固相合成法获得单相的BT2粉体，只能采用液相合成法合成单相BT2 粉体。
5、反铁电陶瓷
锆锡钛酸铅Pb(Zr,Sn,Ti)O3(简称PZST)是一种反铁电陶瓷。
上世纪60年代末，美国Clevite 实验室在其开发的具有高压电性能的锆钛酸铅Pb(Zr,Ti)O3（简称PZT）压电材料基础上，针对PZT压电陶瓷机电转换能力不足的问题，研制出了一种具有大机电转换能力的新型有源材料—PZST 反铁电相变陶瓷，即通过对PZT基铁电材料掺杂改性得到能够在室温条件下由反铁电相被电场诱导转变成铁电相的PZST反铁电陶瓷，相变过程会产生大的体积应变量。
上世纪80 年代后期，具有大电致应变和大机电转换能力的PZST 反铁电陶瓷作为换能器或大位移致动器有源材料方面的研究工作逐步出现。
美国Pennsylvania 大学材料研究所开展了PZST反铁电陶瓷作为大位移致动器有源材料应用的可行性研究工作，针对“方宽”型电滞回线的PZST 反铁电陶瓷进行了一系列改性优化，降低相变场强，增大纵向应变量，最大纵向应变量达到0.85%（相变场强为48 kV/cm，电滞宽度为20 kV/cm），指出“方宽”型电滞回线的反铁电陶瓷在交变电场下表现出严重的电滞损耗，因而不适于交变状态下应用。
