江东亮：从陶瓷开始的科学生涯

　　我们做成的氧化铝陶瓷，因为能耐酸碱、密度高、密封性好，所以被大规模应用在酸碱泵里作密封，为化工厂化解了“跑冒滴漏”的问题。
　　
　　以前，总以为陶瓷就是瓶瓶罐罐，后来读了陶瓷专业，才知道，陶瓷在高技术和国民经济发展中起到了非常重要的作用。我开始科学生涯后，才真正明白了陶瓷材料的结构和功能性能的开拓对我国的遥感技术、激光技术、生物医学、能源交通、天文物理、深空探测等方面的应用将起到的重要作用。
　　
　　大学第一志愿填化工系
　　
　　1955年，我通过国家统一考试进入南京化工学院(现东南大学)，当时我选了化工系。
　　
　　在中学时，我就比较喜欢化学，我总觉得化学很奇妙，做实验时，试管里溶剂的颜色会变化，有时，反应很剧烈，会冒气泡。我觉得很多东西都是通过化学方法制造出来的，很有趣，所以大学填报的第一志愿就是化工系。
　　
　　到南京工学院后，我学的专业是硅酸盐，主要是水泥方向。水泥是重要建筑材料，造房子、建大桥、水坝都少不了它。
　　
　　大四那年，学校开辟了一个新的专业方向陶瓷。陶瓷也属于硅酸盐，当时我们那个小班就把研究方向从水泥转向了陶瓷。刚接触这个专业时，想象陶瓷就是碗、茶杯之类的瓶瓶罐罐。但我想，既然分配在这个专业，那就好好学习。
　　
　　毕业实习时，几乎所有和硅酸盐有关的厂我都去了。我在大连电瓷厂的时间最长，在那里，我对陶瓷的概念改变了，我们做的是高压线上挂着的电瓷，不再是想象中的瓶瓶罐罐，而是工业电瓷，它涉及很多技术上的要求。
　　
　　输电的损耗和电压高低有很大关系。如果电压低、电流大，发热损耗就大，所以所用的电瓷必须能耐高压，绝缘性能好，在高压下不会被击穿。电瓷的形状也很有讲究，绝缘瓷的形状像把伞，必须凹凸不平。我终于明白，我所学的陶瓷专业，并非一般的民用瓷，陶瓷的发展对我国发展长距离输电有重要意义。
　　
　　用微小晶体做半透明氧化铝陶瓷
　　
　　1960年大学毕业，我进入中国科学院上海硅酸盐研究所工作。那时，我对陶瓷专业的认识又起了新的变化。
　　
　　当时，我被分在结构陶瓷部门。结构陶瓷和传统的硅酸盐又有很大的差异，和工业瓷又不完全一样。它更精细，需要通过化学成分的设计和特殊工艺手段，把它们变成强度高、化学稳定性好、不怕酸、不怕碱、耐高温、耐腐蚀的陶瓷。要做成这样的陶瓷，传统的原料已经不能满足要求，必须采用人工合成的材料。
　　
　　我刚到所里，就被安排做氧化铝陶瓷。老所长严东生先生指导我们如何调整微结构。陶瓷是由多晶体构成，要性能好，晶粒就不能大。我们的目标就是晶粒要非常细小，比如1到3微米(1微米相当于千分之一毫米)。
　　
　　陶瓷要经过高温烧制。高温烧制的过程就是晶粒“长大”的过程，但我不希望晶粒长大，晶粒的尺寸和强度是成反比的，长大了性能不好，于是，我们就想办法在晶粒之间的界面上添加东西，不让它们长大。
　　
　　我们要求烧制出来的纯氧化铝制品它的主要成分氧化铝要达到95%以上，甚至99%，杂质必须非常少。这种陶瓷的强度很高，不会一碰就碎。这样的陶瓷，呈现出来的是半透明的氧化铝陶瓷，这就要求晶粒细、几乎达到理论密度。
　　
　　其实，要做成这样的氧化铝并不容易，我们发现氧化铝在空气中很难烧制到非常致密。究竟该让它在哪种气氛中诞生?我开始了实验。可那个年代，并没有专门的炉子可购买，我和搞设计的同事一起，让工厂加工一个小型钼丝炉，决定用它来“选气”。
　　
　　在钼丝炉里烧制陶瓷，可以把温度烧到很高，但为了不让钼丝氧化，必须用氢气保护。可四周是氢气，炉管里通氧气，很容易爆炸。为了安全起见，我在炉子四周用铁丝网绑了一圈。后来，用这个炉子试过很多气体，空气、氧气、氮气、真空、氢气，最后发现在氢气和真空中，都能烧制成最好的氧化铝。
　　
　　我们做成的氧化铝陶瓷，因为能耐酸碱、密度高、密封性好，所以被大规模应用在酸碱泵里作密封，为化工厂化解了“跑冒滴漏”的问题。