顏色是另一種使陶瓷具有多種應用的光學特性。當精密陶瓷加工材料中的某些離子含有容易激發的電子時,可見光范圍內的光可能會被吸收。這時,陶瓷呈現出一種顏色。這種情況主要發生在具有單一填充的 d 層(如 v.Cr、Mn.Fe.Ni.Cu. 或 f 層(稀土元素))的過渡元素中,它們相對不穩定。它們的能量較高,需要的能量較多,可以用較少的能量激發,因此可以選擇性吸收可見光,如C+離子,并略微收集橙色、黃色和部分綠光,呈現紫藍色;Ni2+通過紫光和紅光吸收其他光,形成紫灰色;Cu+ 離子吸收紅、橙、黃和紫光,允許藍色和綠色通過:Ce等稀土元素在藍紫色處有羽狀吸收,呈黃色;Nd3+(釹)吸收橙色和黃色,呈現紅紫色。
氧化鋁陶瓷加工的著色
Al2O3在實際應用中經常需要著色,工業陶瓷加工廠家通過引入有色離子化合物,它們可以呈現不同的顏色。例如,在半導體集成電路中,用作封裝外殼的氧化鋁應具有遮光性。因此,數碼管背板的Al2O3也要求為黑色,以保證數碼顯示清晰。為此,可以將 Fe2O3、CoO.Cr2O3、TiO2、MnO 和其他有色氧化物引入 Al2O3 中。Al2O3陶瓷的黑色是由于陶瓷中的Ti+在還原氣氛(H2)和高溫的作用下部分還原為Ti4+。Ti3+其實可以看作是結合電子的T1+,即Ti4+e-。這個束縛電子是弱束縛電子,可以看作是二氧化鈦中的“色心”,所以這類陶瓷呈現黑色。另一種常用的紅紫色Al2O3是在Al2O3陶瓷中引入Cr2O3和MnO。含1%左右的Cr2O3、Al2O3,陶瓷常呈紅色,因為固溶體α-Al2O3晶格中的Cr3+離子對可見光的藍綠色帶有很強的選擇性吸收,使體呈現出藍綠色互補顏色,即粉紅色。