结构陶瓷ch21之7-透明氧化铝陶瓷

1、Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷1Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷2Zhengzhou UniversityZhengzhou UniversityI0If= I0- I吸收吸收- I反射反射氧化铝透明陶瓷3Zhengzhou UniversityZhengzhou University光波和物质作光波和物质作用的用的两种效应两种效应折射和双折射现象折射和双折射现象（光速减慢）（光速减慢）消光现象消光现象散射散射 (scattering)(scattering)现象现象吸

2、收吸收 (absorption)(absorption)现象现象( (部分光波沿其它方向传播部分光波沿其它方向传播) )( (光能转换成其它形式的能量光能转换成其它形式的能量) )（光能减弱）（光能减弱） 当光波在当光波在媒质中媒质中传播时，由于光波和物质的相互传播时，由于光波和物质的相互作用，一般呈现两种效应作用，一般呈现两种效应 ：氧化铝透明陶瓷4Zhengzhou UniversityZhengzhou University价价 带带导导 带带h Eg半导体吸收光产生半导体吸收光产生自由电子示意图自由电子示意图氧化铝透明陶瓷5Zhengzhou UniversityZhengzhou U

3、niversity氧化铝透明陶瓷6Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷7Zhengzhou UniversityZhengzhou University能能 带？带？氧化铝透明陶瓷8Zhengzhou UniversityZhengzhou University电子数量增加时能级扩展成能带电子数量增加时能级扩展成能带 氧化铝透明陶瓷9Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷10Zhengzhou UniversityZhengzhou Universityl 价带（价带（ 满带：排满

4、电子，简写满带：排满电子，简写EV ）l 价带价带（非满带：能带中一部分能级排满电子，（非满带：能带中一部分能级排满电子， 亦称导带，亦称导带，一般出现在金属中。）一般出现在金属中。）l 空带（未排电子）空带（未排电子） 亦称亦称导带，简写导带，简写ECl 禁带（不能排电子）禁带（不能排电子）空带空带 价带价带 (非满带非满带)禁带禁带Eg导带导带禁带禁带Eg价带价带 (满带满带)导带导带E氧化铝透明陶瓷11Zhengzhou UniversityZhengzhou University价带禁带(Eg)导带氧化铝透明陶瓷12Zhengzhou UniversityZhengzhou Unive

5、rsity价带禁带( Eg)导带氧化铝透明陶瓷13Zhengzhou UniversityZhengzhou University价带禁带( Eg)导带锗的禁带宽度为0.785ev；硅的禁带宽度为1.12ev；砷化镓的禁带宽度为1.424ev。氧化铝透明陶瓷14Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷15Zhengzhou UniversityZhengzhou University某一半导体材料的吸收光谱某一半导体材料的吸收光谱 氧化铝透明陶瓷16Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶

6、瓷17Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷18Zhengzhou UniversityZhengzhou University电磁波谱电磁波谱波长与频率的对应关系波长与频率的对应关系 氧化铝透明陶瓷19Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷20Zhengzhou UniversityZhengzhou University不同波谱范围和它们对应的能级跃迁不同波谱范围和它们对应的能级跃迁电子能级？振动能级？转动能级？氧化铝透明陶瓷21Zhengzhou UniversityZheng

7、zhou University氧化铝透明陶瓷22Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷23Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷24Zhengzhou UniversityZhengzhou University 光通过介质时，散射会使透射光的强度减弱，当仅考虑光通过介质时，散射会使透射光的强度减弱，当仅考虑散射时，透射光遵从指数衰减规律：散射时，透射光遵从指数衰减规律：lseII0 实际上介质对光的吸收和散射同时存在，故透射光的实际上介质对光的吸收和散射同时存在，故透射光的强度为：

8、强度为： lseII)(0式中式中 为吸收系数，（为吸收系数，（ + ）为衰减系数。）为衰减系数。s式中式中I0为入射光强，为入射光强， 为散射系数。为散射系数。s氧化铝透明陶瓷25Zhengzhou UniversityZhengzhou UniversityZhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷27Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷28Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷29Zhengzhou UniversityZh

9、engzhou University氧化铝透明陶瓷30Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷31Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷32Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷33Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷34Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷35Zhengzhou UniversityZhengzho

10、u University氧化铝透明陶瓷36Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷37Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷38Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷39Zhengzhou UniversityZhengzhou University透明氧化铝陶瓷的透明氧化铝陶瓷的SEM照片照片氧化铝透明陶瓷40Zhengzhou UniversityZhengzhou University薄胎瓷薄胎瓷氧化铝透明陶瓷41Zheng

11、zhou UniversityZhengzhou University特种透明陶瓷的性质及用途氧化铝透明陶瓷42Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷43Zhengzhou UniversityZhengzhou University透明陶瓷透明陶瓷AlNZnSZnSeMgF2CaF2氧化铝透明陶瓷44Zhengzhou UniversityZhengzhou University世界上最大的世界上最大的YAG透明陶瓷片透明陶瓷片（10cm10cm2cm，日本神岛，日本神岛Konoshima公司）公司）氧化铝透明陶瓷45Zhengzhou

12、 UniversityZhengzhou University合成离子掺杂的YAG粉体经真空或气氛在1700-1900烧结8-30小时获得透明YAG陶瓷材料。 1毫米厚YAG透明陶瓷 氧化铝透明陶瓷46Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷47Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷48Zhengzhou UniversityZhengzhou University高纯氧化铝透明陶瓷管高纯氧化铝透明陶瓷管-发光电弧管发光电弧管氧化铝透明陶瓷49Zhengzhou UniversityZ

13、hengzhou University高压钠灯由于陶瓷管两端电弧放电，高温使钠变成蒸气，阴极发射的电子将钠原子电离（或激发），再由激发态回到基态，释放出可见光（波长589nm）。氧化铝透明陶瓷50Zhengzhou UniversityZhengzhou University 高压钠灯是发光效率很高的一种电光源，光色金白，在它的灯光高压钠灯是发光效率很高的一种电光源，光色金白，在它的灯光下看物清晰，不刺眼。平均寿命长达下看物清晰，不刺眼。平均寿命长达1万小时万小时2万小时，比高压汞灯万小时，比高压汞灯寿命长寿命长2倍，高过白炽灯的寿命倍，高过白炽灯的寿命10倍，是目前寿命最长的灯。早在倍，是目

14、前寿命最长的灯。早在30年代初，人们就已经知道利用钠蒸气放电可获得一种高效率的光源，年代初，人们就已经知道利用钠蒸气放电可获得一种高效率的光源，但一直到但一直到1960年，高压钠灯才呱呱坠地，后经不断发展改进，才得以年，高压钠灯才呱呱坠地，后经不断发展改进，才得以实际应用。实际应用。 为什么从知道钠蒸气放电为什么从知道钠蒸气放电到高压钠灯的使用经过了二到高压钠灯的使用经过了二十几个年头呢十几个年头呢? 钠蒸气放电会产生超过钠蒸气放电会产生超过1000的高温；钠蒸气有的高温；钠蒸气有强烈的腐蚀作用，所以普通玻璃灯管承受不了钠蒸气强烈的腐蚀作用，所以普通玻璃灯管承受不了钠蒸气放电产生的高温，此时普

15、通玻璃要软化。但氧化铝材放电产生的高温，此时普通玻璃要软化。但氧化铝材料陶瓷能承受高温，又耐腐蚀，透明氧化铝陶瓷的熔料陶瓷能承受高温，又耐腐蚀，透明氧化铝陶瓷的熔点高达点高达2050，能在，能在1200的环境里不受钠蒸气腐的环境里不受钠蒸气腐蚀，因此用氧化铝陶瓷。蚀，因此用氧化铝陶瓷。 氧化铝透明陶瓷51Zhengzhou UniversityZhengzhou University高压钠灯管高压钠灯管1灯内温度高达灯内温度高达1000 以上。以上。 2钠属于碱金属元素，性质很活泼，钠属于碱金属元素，性质很活泼，钠蒸气具有强烈的腐蚀作用。钠蒸气具有强烈的腐蚀作用。 氧化铝透明陶瓷52Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷53Zhengzhou UniversityZhengzhou University氧化铝透明陶瓷54Zhengzhou Un