光学陶瓷

光学和红外窗口

在纯态时,大多数陶瓷wide-band-gap绝缘体。这意味着禁止国家存在着巨大的差距之间的最高填满电子的能量水平和下一个空置的最高级别的能量。如果这带隙比可见光的能量大,这些陶瓷将光学透明的(尽管粉末和多孔陶瓷将白色和契约不透明的由于光散射)。两个光学透明陶瓷的应用窗口为条形码的读者在超市和红外雷达天线罩和激光窗口。

蓝宝石(一种单晶氧化铝,铝₂O₃)已经被用于超市结帐窗口。它结合了光学透明度高的耐擦伤性。类似地,单晶或透红外线多晶陶瓷等氯化钠(氯化钠),rubidium-doped氯化钾(氯化钾),氟化钙(CaF),氟化锶(SrF₂)已被用于耐侵蚀红外雷达罩,windows对红外探测器,红外激光窗口。这些多晶卤材料往往比氧化物低传输波长,延伸到红外区;然而,他们的晶界和孔隙度散射辐射。因此,他们是最好的单晶。因此,然而,卤化物都不够强大,大窗户:他们可以可塑性变形下自己的体重。为了加强他们,单晶通常hot-forged诱导洁净晶界和大颗粒大小,不显著降低红外传输但允许身体抵抗变形。另外,大粒度的材料可以熔铸。

灯信封

放电灯,封闭气体能量的外加电压,从而使发光,非常有效的光源,但所涉及的高温和腐蚀他们的行动推动光学陶瓷热化学的局限性。一个重大突破发生在1961年,当罗伯特·库伯通用电气公司在美国证明了氧化铝(一个合成多晶,艾尔。₂O₃)可以使用镁烧结光密度和半透明(氧化镁,分别以)作为烧结援助。这技术允许极热钠排出的高压钠蒸汽灯耐火材料中包含,也传播光。内铝灯信封内的等离子体温度达到1200°C (2200°F)。能量发射覆盖几乎整个可见光谱创建一个明亮的白光,反映了所有colours-unlike低压钠蒸汽灯,琥珀色的光芒在主要城市的高楼大厦中很常见。

颜料

陶瓷的颜色或色素行业长期以来,传统的行业。陶瓷颜料或污渍的氧化物或硒化化合物结合特定的过渡金属或稀土元素。吸收特定波长的光通过这些物种赋予特定的颜色复合。例如,铝酸钴(煤₂O₄)和钴硅酸盐(有限公司₂SiO₄)是蓝色的;tin-vanadium氧化物(称为V-doped SnO₂)和氧化zirconium-vanadium (V-doped ZrO₂)是黄色的;钴铬(CoCr₂O₃石榴石(2)和铬曹·Cr₂O₃3·sio₂)是绿色的;和铬赤铁矿(CrFe₂O₃)是黑色的。一个真正的红色,在天然硅酸盐材料不可用,在坚实的解决方案的硫化镉和硒化镉(CdS-CdSe)。

颜料粉纳入或釉料以陶瓷尸体传授色彩的器皿。热稳定性和化学惰性解雇是重要的考虑。

荧光粉

陶瓷荧光粉都用于普通照明(如荧光灯)和电子成像(阴极射线管)。荧光粉函数内部电子刺激从稳定时,低能位置通过一个适当的means-e.g水平较高。、热、光、x射线或电子激发。当获得能量的电子回到低能级下降,可以发出一个或多个特征波长的光。这些波长取决于控制掺杂物,称为活化剂。荧光粉激活的例子(及其产生的颜色排放)lead-activated钨酸钙(蓝色),manganese-activated锆石(绿色)、铅(或manganese-activated硅酸钙(黄色到橙色),和europium-activated钒酸钇(红色)。还有无数其他的例子。

两个主要磷陶瓷的应用crt(阴极射线管)(crt)电视和电脑显示器。薄层磷光粉应用于CRT显示屏的内部。电子加速从阴极向屏幕,由磁线圈。光发射(磷光)发生的地方电子束罢工磷层,高速扫描和图像形成的电子束在屏幕的表面。彩色屏幕采用点缀荧光粉的小圆点,每个三个主要的颜色(红、黄、蓝色),与单独的电子束处理每个颜色。

高效的室内照明通常是通过荧光灯。荧光粉的适当掺杂钙halophosphate沉积薄粉层薄壁玻璃管的内表面。管是疏散,回填与汞蒸气的混合物惰性气体。一个电动放电通过气体导致汞蒸气排放能源在紫外线范围,罢工磷层和刺激可见光发射。蓝色和橙色的结果结合排放与白炽灯。

荧光粉必须清洁生产的方法,以消除不必要的杂质,可以“杀死”磷光。