7/18無窮循環能源發電系統(I)－我的生活紀錄

今早大約在7:56到單位辦公室，

早上進辦公室就收到工研院的回信，

對於我的罩式太陽能發電系統設計有些回覆，

我也針對質疑點回覆如下，

由陳博士所說的方式,系統改良由更耐熱的陶瓷透明玻璃,可耐熱到3100度C,如下說明:

傳統陶瓷是以長石、石英和黏土為主要原料，經混合、粉碎、成型及燒結等過程製得。陶瓷中主要含有三種化學成分，一種是低熔點的鹼金屬氧化物，如氧化鉀和氧化鈉；一種是構成矽酸鹽的主要成分，即二氧化矽（SiO2）；還有一種是氧化鋁（Al2O3）。在長期的生產製造中發現，瓷坯中含Al2O3量越高，瓷坯的燒結溫度越高，性能會越好。如果用純的Al2O3，燒結溫度可達2000 ℃ ，能製成潔白如玉、堅硬非凡的氧化鋁陶瓷（也叫剛玉）。加入燒結助劑可降低氧化鋁陶瓷的燒結溫度，如加入氧化鎂（MgO），不僅可使燒結溫度降到1400 ℃ 以下，而且可以獲得幾乎完全緻密的透明剛玉瓷。

傳統的陶瓷不透明的原因是其內部存在有較大尺寸的晶粒、玻璃相、氣孔等多組分異相結構及雜質，有非常多的微區介面，由於這些相區折射率不同，光線通過這些陶瓷時，在微區介面上將發生頻繁的光反射、光散射、折射、光吸收等，特別是大量微氣孔相存在，反射、散射、折射更為嚴重，幾乎沒有光線能夠按原有路徑通過該陶瓷，故呈不透明狀態。但如果用純淨的氧化鋁在特殊的熔爐中生長出單晶，這種單晶就會變得無色而透明，這就是最先製得的透明陶瓷。如果選用高純原料，製作過程中排除氣孔，就可能獲得透明陶瓷。同時，晶相與玻璃相之間折射率差異也應盡可能降低，減少折射。早期，就是採用這樣的辦法得到透明的氧化鋁陶瓷，後來陸續研究出如燒結白剛玉(氧化鋁)、氧化鎂、氧化鈹、氧化釔、氧化釔-二氧化鋯等多種氧化物系列透明陶瓷，近期又研究出非氧化物透明陶瓷，如砷化鎵（GaAs）、硫化鋅（ZnS）、硒化鋅（ZnSe）、氟化鎂（MgF2）、氟化鈣（CaF2）等。

透明陶瓷外觀上與玻璃幾乎一樣，透明度高。二者根本區別在於透明陶瓷包含細微的晶相結構，也可能是玻璃相與微晶相的複合體系；而玻璃一般不含晶相結構，是純粹的均勻玻璃體結構。成分上，玻璃中含有大量各種形態的雜質，由於缺少晶體結構，緊密度一般不高。透明陶瓷盡可能排除了氣孔相，同時形成大量微晶結構，緊密度可以接近99.99 %。

這些透朋陶瓷不僅有優異的光學性能，而且耐高溫，一般它們的熔點都在2000 ℃ 以上，如氧化釷-氧化釔透明陶瓷的熔點高達3100 ℃ ，比普通硼酸鹽玻璃高1500 ℃ ，高溫下也不會軟化、變形、析晶、電絕緣性能、化學穩定性都很高。透明陶瓷的重要用途是製造高壓鈉燈，它的發光效率比高壓汞燈提高一倍，使用壽命達2萬小時，是使用壽命最長的高效電光源。高壓鈉燈的工作溫度高達1200 ℃ ，壓力大、腐蝕性強，選用氧化鋁透明陶瓷為材料成功地製造功高壓鈉燈。

透明陶瓷的透明度、強度、硬度都高於普通玻璃，耐磨損、耐劃傷、抗表面損壞性能好，在軍事領域，它用在護目頭盔和坦克、飛機等的窗口材料上，美國空軍以此為基礎合成的透明防彈護板，經受住了連續射出的槍彈考驗，重量卻比普通防彈玻璃輕一半。用透明陶瓷可以製備防彈汽車的窗、坦克的觀景窗、轟炸機的轟炸瞄準器和高級防護眼鏡等。在民用領域，日本已用透明陶瓷製成照相機內的組合鏡片，使變焦鏡頭體積減小約20 ％。日本研製出的高透明的 Nd-YAG陶瓷，由於出色的光學、機械及耐熱性能，在雷射光輸出技術上將成為關鍵性材料。

透明陶瓷的用途十分廣泛，在機械工業上可以用來製造車床上的高速切削刀，汽輪機葉片，水泵，噴氣發動機的零件等，在化學工業上可以用作高溫耐腐蝕材料以代替不銹鋼等，在國防軍事上，透明陶瓷又是一種很好的透明防彈材料，還可以做成導彈等飛行器頭部的雷達天線罩和紅外線整流罩等；在儀錶工業上可用作高硬度材料以代替寶石，在電子工業上可以用來製造印刷線路的基板和鏤板，在日用生活中可以用來製作各種器皿，瓶罐，餐具等等。

總之，透明陶瓷幾乎在許多現代科學技術領域和日常生活中都有用武之地，其品種之多，本領之高，用途之廣泛，真不愧為陶瓷工業中的一顆透明瑩亮的明珠。