上海
你見過像玻璃一樣透明的陶瓷嗎？它既透光，又比普通玻璃堅硬數倍，還能耐受上千度高溫。近日，中國科學院上海硅酸鹽研究所章健、王士維團隊憑借“大尺寸、復雜形狀透明陶瓷的研制及應用”項目，榮獲第四屆上海職工優秀創新成果獎一等獎。
透明與陶瓷，聽起來有點矛盾？我們平時看到的陶瓷碗、瓷磚均不透明，因其內部存在大量微雜質和氣孔，光線照射時被散射而無法穿透。理論上，只要把這些“搗亂”的東西清理干凈，陶瓷也能變得透亮。然而實際工藝遠比理論復雜——原料純度、成型均勻度、燒結溫度……每一環節都容不得絲毫偏差，否則整批產品就成了廢品。
面對困局，章健、王士維團隊從粉體合成入手，決定從源頭上解決透光問題。這一思路并非偶然：陶瓷的透光性能，在粉體階段便已埋下伏筆——粉體中哪怕存在微量雜質或成分不均，后續再怎么加工也透不了光。為此，團隊集中力量攻克粉體純度和批量穩定生產兩大難題，建成鎂鋁尖晶石、氮氧化鋁和石榴石基粉體的中試生產線，為后續透明陶瓷的制備打下了地基。
粉體問題解決后，更大的挑戰在于如何將其加工為大尺寸、復雜形狀的制品。素坯成型時極易開裂，高溫燒結時容易變形，光學質量難以控制。團隊逐一突破造粒粉體流動性、大寬厚比成型均勻性及微小變形控制等關鍵技術，成功制備出大口徑石榴石基及鎂鋁尖晶石透明陶瓷。針對氮氧化鋁這一特殊材料，團隊還專門設計硅基燒結助劑，配合微結構優化，最終實現光線的高透過率。
歷經多年攻關，團隊累計研制出三大類、八種透明陶瓷部件，已應用于多種高端裝備。這些透明陶瓷既能作為固體激光器的核心工作介質，也可充當智能手表、手機等可穿戴設備的“鎧甲”。在精密傳感器保護窗口、汽車激光大燈、光電儀器乃至紅外夜視與軍事防護領域，同樣發揮著不可替代的作用。
更難能可貴的是，團隊并不滿足于實驗室成果。目前已有三項技術成功實現轉移轉化，真正從論文和樣品變成了貨架上的產品，為國內相關產業升級提供了實實在在的支撐。
透明陶瓷這條路，章健團隊已經默默走了26年。這次獲獎，既是對他們耐得住寂寞、啃得下硬骨頭的最好回報，也讓更多人看到了這種“透明硬核”材料的無限可能。
通訊員： 張力文
編輯：卿仁艷
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