透明陶瓷是一种能透过特定波段光线并清晰成像的陶瓷,属于多晶无机光学材料范畴。与传统的光学晶体和光学玻璃相比,透明陶瓷不但具有结构陶瓷的高强度、高硬度、耐磨耐腐蚀特性,还在制备成本、尺寸以及光功能效应和热性能方面具有优势;尤其是可以采用陶瓷的近净尺寸制备技术,按照实际应用需求,设计特殊的复合结构和复杂构型,从而为光功能系统设计提供极大的灵活性。
氧化铝透明陶瓷是最早投入生产的透明陶瓷材料,在1957年,由美国科学家Coble制造出第一块透明氧化铝陶瓷“Lucalox”。经过几十年的发展,目前已经研制出了几十种的透明陶瓷:从最开始的氧化铝透明陶瓷到氧化镁透明陶瓷、氧化钇透明陶瓷等发展到铝镁尖晶石透明陶瓷、氮化铝透明陶瓷、氮氧化铝透明陶瓷、透明PLZT电光陶瓷、钇铝石榴石激光透明陶瓷,以及YGO、GGG、Gd2O2S透明闪烁陶瓷等材料。
根据材料特性,透明陶瓷可分为光学透明陶瓷和光功能透明陶瓷,前者包括紫外、可见和红外波段透光的透明陶瓷;后者包括激光、闪烁、磁光、电光、荧光和长余辉发光透明陶瓷等。由于其优异的性能,透明陶瓷在红外光学窗口/导引头整流罩、固体激光器、光调制/光隔离器、核医学成像、高能粒子探测、高亮度照明/显示、光学信息存储等领域有着重要的实际和潜在应用。