中國粉體網(wǎng)訊  10月29日，由中國粉體網(wǎng)主辦的第三屆新型陶瓷技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇在江蘇無錫隆重召開。期間我們對中科院上海硅酸鹽研究所的周國紅老師進(jìn)行了專訪，周老師就國內(nèi)透明陶瓷的發(fā)展現(xiàn)狀、制備方法等表達(dá)了自己的觀點(diǎn)。

國內(nèi)透明陶瓷的發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢

據(jù)周老師介紹，我們國家是從九十年代開始研究透明陶瓷的，當(dāng)時(shí)的主要研究對象是半氧化鋁透明陶瓷，后來緊跟國際前沿，開始研究激光透明陶瓷、閃爍透明陶瓷。目前產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)非常成熟的主要是半氧化鋁透明陶瓷，作為高壓鈉燈、陶瓷金鹵燈以及植物生長燈的陶瓷管殼，如今上海硅酸鹽研究所的鎂鋁尖晶石透明陶瓷在軍工領(lǐng)域也得到了應(yīng)用。我們國家開展透明陶瓷的研究單位主要有，上海硅酸鹽研究所、福建物構(gòu)所、人工晶體院、武漢理工大學(xué)、四川大學(xué)等，上海硅酸鹽所的研究團(tuán)隊(duì)所研發(fā)的透明的陶瓷在品質(zhì)、光學(xué)性能、尺寸等方面在國內(nèi)處于非常高的水平。

透明陶瓷的制備方法有哪些？

談到透明陶瓷的制備方法，周老師表示，和所有的先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷一樣，都是從粉體處理開始，然后是成型、燒結(jié)與退火，最后精密加工。透明陶瓷的粉體處理包括提高粉體的分散性、化學(xué)配比設(shè)計(jì)、燒結(jié)助劑選擇，成型方法則要根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)品的形狀采用不同的成型方法成型，比如干壓等靜壓、注漿、凝膠注模、擠出、注射等等，透明陶瓷一般需要采用特殊的燒結(jié)方式，比如真空、熱壓、熱等靜壓等等。雖然制備工藝和先進(jìn)結(jié)構(gòu)陶瓷大致相同，但需要注意的是，透明陶瓷對原材料的要求更高，而且對每個(gè)工藝環(huán)節(jié)控制上要做到更加精細(xì)。

透明陶瓷的粉體有何要求？

要想透明陶瓷的光學(xué)質(zhì)量好，力學(xué)性能高，原料粉體非常關(guān)鍵，一般希望具備良好的分散性和燒結(jié)活性，同時(shí)要求晶粒尺寸小且分布窄。

透明陶瓷的燒結(jié)有何不同之處？

透明陶瓷的燒結(jié)方式與普通的結(jié)構(gòu)陶瓷如氧化鋁、氧化鋯陶瓷等不同，一般采用真空氣氛、氫氣氣氛或熱壓、熱等靜壓等特種燒結(jié)方式。目的是希望盡可能把素坯里面的氣孔排除，獲得高度致密的陶瓷，實(shí)現(xiàn)透明化。

如何做到透明陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控？

在報(bào)告中，周老師就已經(jīng)提到，透明陶瓷對晶粒的要求就是尺寸小且均勻性好。微觀調(diào)控的手段首先需要從粉體入手，粒度細(xì)、分布窄的粉體是保證制備出高性能透明陶瓷的前提。第二個(gè)手段就是通過添加燒結(jié)助劑來進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)的調(diào)控，合適的燒結(jié)助劑可以促進(jìn)氣孔的排除，降低燒結(jié)溫度，從而在更低的溫度下實(shí)現(xiàn)致密化，有利于抑制晶粒的長大。此外，還可以通過晶種的引入或者在電、磁等特殊場環(huán)境下，對陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行織構(gòu)化設(shè)計(jì)，從而得到我們所需要的的透明陶瓷。

制備透明陶瓷的難點(diǎn)是什么？

周老師告訴中國粉體網(wǎng)記者，制備透明陶瓷的每一步都非常關(guān)鍵。比如說陶瓷粉體，目前大部分原料是從國外進(jìn)口的，不是說國內(nèi)不能做出來，而是國內(nèi)的粉體品質(zhì)穩(wěn)定性上存在差距。再比如說成型，即使我們已經(jīng)做了很多的工作，但與國外還差得遠(yuǎn)，像美國可以做出超過30英寸的透明陶瓷，在這個(gè)領(lǐng)域絕對是全球領(lǐng)先，我們目前還做不到這么大，這就是成型方面的關(guān)鍵技術(shù)。再來說一下燒結(jié)，在大會上，周老師做完報(bào)告后，現(xiàn)場參會人員曾向周老師提到，薄的透明陶瓷如何做到不變形，周老師認(rèn)為這也是非常關(guān)鍵的技術(shù)。最后說到精密加工，透明陶瓷如果不進(jìn)行研磨拋光，那就毛玻璃類似無法透明化，簡單的形狀對于我們來講還可以完成，但形狀復(fù)雜、精度要求高的透明陶瓷，無論是從設(shè)備還是加工技術(shù)，都是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。這些都需要我們科研人員和工程技術(shù)人員都能靜下心來做好技術(shù)沉淀，積累數(shù)據(jù)，逐步提升，直至突破關(guān)鍵裝備與技術(shù)。

（中國粉體網(wǎng)記者采訪/黑金、編輯整理/山川）