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透明陶瓷（transparent ceramics）又稱光學陶瓷，它是在普通陶瓷的基礎上，排除了吸收光線的雜質和令光線產生散色的氣孔基礎上生產的高純度陶瓷。與同樣可透光的玻璃及樹脂相比，透明陶瓷具有更高的耐熱性和力學性能，也能提供比單晶更高效的生產率。
與玻璃相比，透明陶瓷最顯著的優勢在于惡劣工況下的應用
目前，透明陶瓷作為玻璃、金屬和塑料的替代品的使用增加是推動其市場增長的重要因素，據相關機構預計，在2021年至2028年的預測期內透明陶瓷將以22.35%的速度增長。但由于透明陶瓷的技術含量較高，與之相對的就是制作耗時耗力，成本較高，從業界的報道也中不難看出它的下游應用多集中在高精尖領域，軍事工業尤甚，比如說下圖就是由美國海軍研究實驗室(NRL)開發的用于高能激光(HEL)系統的透明鎂鋁酸尖晶石(MgAl2O4)陶瓷。
透明鎂鋁酸尖晶石透明陶瓷（來源：laserfocusworld）
不過軍工領域重視透明陶瓷不代表它就無法在民用領域發光發熱。事實上早在多年以前透明陶瓷就已經造訪我們的生活，下方就來列舉一些我們完全可以在生活中接觸到的透明陶瓷應用。
1、相機鏡頭
隨著多媒體影像技術的發展，數碼相機、攝像機越來越為廣大消費者親睞，人們對數碼相機追求其小型化，成像清晰且價格便宜，因此，需要設計和制造出能夠滿足上述要求的鏡頭。透明陶瓷的一個特點是折射率高，這一特點使其在2004年時被村田制作所開發用于數碼相機鏡頭，這也是世界上首次將陶瓷開發為鏡頭實用化。
村田制作所推出的透明陶瓷鏡頭名為“Rumisera”，首次作為商品是出現在卡西歐EX-S100的相機上，有效地縮短了鏡筒長度。Rumisera透明陶瓷的折射率為2.082，是當時鏡頭使用最高折射率的材料。
卡西歐EX-S100
但是折射率高的材料，相對也容易產生色散而造成畫質不佳(色散是指因不同顏色的光，對鏡頭的折射率不同，因而造成顏色分散）。因此，在使用折射率高的材料時，色散補償相當重要。最有效的色散補償方式，就是將鏡頭設計由球面改成非球面。目前玻璃非球面的成型技術掌握在少數廠商手上，而透明陶瓷的成型更是困難。如何降低成型模具的損耗，正是相關廠商關注的的重點。
另外在2018年時也有新聞報道，知名光學設備制造商蔡司欲推出全球首款以ALON材料制造的透明陶瓷鏡頭。若能成功推出，這款鏡頭將擁有1.79的折射系數，遠比普通玻璃的1.4-1.5為高，而且透光率>85%，配合較一般玻璃更輕巧的外型和防刮能力，將是一款相當高性能的薄餅鏡頭，有望可以在Sony E-mount無反相機上使用。不過，ALON制作工序極為繁復，即使用來制成光學鏡片，亦可能只會取代過往的高折射率鏡片及前組鏡片，否則會令鏡頭制作成本大幅上升。但可惜的是，這款鏡頭似乎到現在都沒有面世。
當年的消息圖
2、透明封裝基板
LED照明被認為是繼白熾燈、日光燈、高壓鹵燈后第四代照明光源。與普通光源相比，不僅使用壽命長而且發光效率很高。但傳統LED受限于材料，主要是單面發光，能量利用不充分，同時反面大量未能發散出去的光能又集聚在基片上，轉化成熱能，增加了散熱負擔。
用于LED照明的透明陶瓷（99.99%以上的高純Al2O3）
圖源：日本礙子官網
多想讓LED多角度發光（360°發光），其發光依靠的芯片的封裝基板除了要作為支撐基體和散熱媒介外，還需要擁有一定的透光率。目前，這種基片材料主要是藍寶石和玻璃材料，然而玻璃基片的散熱性能較差；藍寶石散熱性能良好，但藍寶石是單晶氧化鋁，單晶材料的制備條件苛刻，成品率低，生產成本太高。對比之下，多晶透明氧化鋁陶瓷生產成本比藍寶石低，強度和導熱性能比玻璃材料好，因此，氧化鋁透明陶瓷作為LED芯片的基片，是最具潛力的藍寶石替代品，具有廣闊的發展潛力。
3、陶瓷金鹵燈管
由于陶瓷材料具有耐酸堿、耐高溫、化學穩定性的特點，用其制成的金鹵燈電弧管比用制成的金鹵燈電弧管，具有工作溫度高、光效高、顯色性好、體積小、壽命長等優點，因此，陶瓷金燈近年來得到較大的發展，在照明領域中廣泛推廣。目前，陶瓷金鹵燈電弧管主要采用半透明的多晶氧化鋁陶瓷制造，透光率高于玻璃和石英。實踐證明，一體式厚度均勻體積小的半透明多晶氧化鋁陶瓷電弧管結構最為完善。
陶瓷金鹵燈用半透明氧化鋁一體管
4、視窗防護屏
視窗防護屏是消費電子產品手機、平板電腦等的重要零部件，隨著消費電子產品競爭劇烈，對視窗防護屏提出更高要求，如高硬度、高透光、耐腐蝕、曲面屏。最初的普通手機視窗防護屏使用的是亞克力材質，在2001年后，手表玻璃加工工藝被運用到手機面板上，玻璃屏取代了亞克力屏，不僅透光率提高了，而且還更好避免屏幕刮傷，不易變形、老化等。一路到現在，玻璃面板都是主流的選擇。
但是業界永遠追求進步，于是各方面性能更佳的透明陶瓷也開始受到關注。比如說AlON透明陶瓷因為性能接近藍寶石晶體，同時具有陶瓷耐腐蝕、尺寸大、易成型等優點，目前已經成為下一代視窗防護屏材料的研發熱點。根據科創中國消息，目前我國的技術團隊已經建立了AlON透明陶瓷材料的粉體表面改性、近形復雜成型、高透過率坯體制備，精密加工的完整技術鏈，掌握了AlON陶瓷視窗防護屏的完制備技術工藝。
5、透明陶瓷托槽
近年來，越來越多的牙科患者，尤其是女性進行正畸治療，因而對正畸矯治器的美學要求也就越來越高。1986年，陶瓷托槽首次被引入正畸領域，其后，多種類型的陶瓷托槽廣泛的應用于臨床。
這種粘在牙齒表面上凸起的小方塊就是托槽，是固定矯正器最重要的組成部分
目前應用陶瓷托槽主要為氧化鋁陶瓷和陶瓷。氧化鋁陶瓷托槽根據其制作工藝的不同，又可分為單晶透明氧化鋁陶瓷和多晶透明氧化鋁陶瓷。由于多晶透明氧化鋁陶瓷制作工藝更為簡單，具有透明特性，美學特性較好，粘在牙齒上隱蔽性較好，能使矯治過程悄然完成，目前應用較為廣泛。
總結
以上就是部分小編搜集到的透明陶瓷在民用領域的應用訊息。可以看出透明陶瓷雖然被業界重視，但實際應用上與玻璃這種已被應用多年的材質還是有所差距，因此無論是制備的成品品質還是成本的控制上都還需要多加努力。期待更多的產品問世！
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