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陶瓷为什么能够透光
作者: 发布于:2012-4-18 20:45:33 点击量:
陶瓷为什么能够透光

透明的物体,光才能通过。在同一种物体入射的光,经过表面反射、内部吸收过程而发生能量损耗,剩下的部分才成为透射光。因而,作为透明体最好是对于光的反射和吸收少的物体。但是,反射是由空气与物体的折射率之差而决定的,是相对的,所以,所谓透明并不是本质性的东西。


另外,吸收才是决定物体透明性的本质因素。在吸收时,有伴随能量吸收的真吸收和没有能量吸收的散射。所谓真吸收,是指由物质中的电子迁移而发生的光能吸收现象所产生的吸收,是由构成物质的原子种类、结构而决定的,是物质固有的性质。一般,在可见光范围(0.4~0.7微米)虽不具备这种固有吸收,但却是透明所必需的。

散射,不产生物质的能量吸收,只发生损失,这就是造成散射光的现象。陶瓷的微观结构,一般除晶粒、晶界以外,还有析出物和气孔构成。光在这样的不均匀介质中通过时,便造成散射。如图1所示,原因有三种:(1)在烧结过程残留下的气孔、由添加剂的偏析或析出而造成的异相、在单一相内的组成梯度等产生的散射;(2)由空位、位错等晶体结构上的不完整性集合体造成的晶界散射;(3)微晶具有光学各向异性时,在晶界等不连续界面上发生反射、折射(双折射)所造成的散射(光学性失配),等。在这三种原因中,光学各向异性体在晶界上发生的光学性失配是物质所固有的,是由材料决定的因素,另外,也是与烧结工艺有关的因素。因而,为了使陶瓷透光,必须是没有光吸收的物质和没有光学各向异性的物质。为使其没有光学各向异性,最好是在晶体结构上形成立方晶系的物质。另外,氧化铝(Al2O3)、氧化铍(BeO)虽然是六方晶系,但在光学上是单轴性结晶,可以使透射光变为散射光而通过。单轴性、双轴性光学各向异性体中,双折射程度很小,接近于各向同性体时,光有可能透过。

那么,只要将构成上述散射原因的析出物、气孔、以及晶界等进行控制,则如表1所列的许多陶瓷都可以使用光通过。这样,透明性和透光性这两个概念的定义也就可以明确了。在以往所述的陶瓷等的散射性物质中,用透光性(translucent);在橡玻璃那样的没有散射,只有吸收的物质中,用透明性(trasparent)。


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