上海
你见过像玻璃一样透明的陶瓷吗？它既透光，又比普通玻璃坚硬数倍，还能耐受上千度高温。近日，中国科学院上海硅酸盐研究所章健、王士维团队凭借“大尺寸、复杂形状透明陶瓷的研制及应用”项目，荣获第四届上海职工优秀创新成果奖一等奖。
透明与陶瓷，听起来有点矛盾？我们平时看到的陶瓷碗、瓷砖均不透明，因其内部存在大量微杂质和气孔，光线照射时被散射而无法穿透。理论上，只要把这些“捣乱”的东西清理干净，陶瓷也能变得透亮。然而实际工艺远比理论复杂——原料纯度、成型均匀度、烧结温度……每一环节都容不得丝毫偏差，否则整批产品就成了废品。
面对困局，章健、王士维团队从粉体合成入手，决定从源头上解决透光问题。这一思路并非偶然：陶瓷的透光性能，在粉体阶段便已埋下伏笔——粉体中哪怕存在微量杂质或成分不均，后续再怎么加工也透不了光。为此，团队集中力量攻克粉体纯度和批量稳定生产两大难题，建成镁铝尖晶石、氮氧化铝和石榴石基粉体的中试生产线，为后续透明陶瓷的制备打下了地基。
粉体问题解决后，更大的挑战在于如何将其加工为大尺寸、复杂形状的制品。素坯成型时极易开裂，高温烧结时容易变形，光学质量难以控制。团队逐一突破造粒粉体流动性、大宽厚比成型均匀性及微小变形控制等关键技术，成功制备出大口径石榴石基及镁铝尖晶石透明陶瓷。针对氮氧化铝这一特殊材料，团队还专门设计硅基烧结助剂，配合微结构优化，最终实现光线的高透过率。
历经多年攻关，团队累计研制出三大类、八种透明陶瓷部件，已应用于多种高端装备。这些透明陶瓷既能作为固体激光器的核心工作介质，也可充当智能手表、手机等可穿戴设备的“铠甲”。在精密传感器保护窗口、汽车激光大灯、光电仪器乃至红外夜视与军事防护领域，同样发挥着不可替代的作用。
更难能可贵的是，团队并不满足于实验室成果。目前已有三项技术成功实现转移转化，真正从论文和样品变成了货架上的产品，为国内相关产业升级提供了实实在在的支撑。
透明陶瓷这条路，章健团队已经默默走了26年。这次获奖，既是对他们耐得住寂寞、啃得下硬骨头的最好回报，也让更多人看到了这种“透明硬核”材料的无限可能。
通讯员： 张力文
编辑：卿仁艳
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