闭气孔，是指在陶瓷内部完全被陶瓷基体所包围、不与外界连通的气孔。闭气孔的成因是在陶瓷制备过程中（如成型、烧结等）由于气体未能完全排出或收缩不均匀而形成的。陶瓷中的闭气孔虽然在某些情况下可以改善材料的隔热或减震性能，但在大多数应用中，闭气孔会带来显著的危害。

　　▌ 危害

　　1. 降低机械强度

　　闭气孔作为材料内部的缺陷，会破坏材料的连续性，导致应力集中，显著降低陶瓷材料的抗弯强度、抗压强度和断裂韧性，使材料更容易发生脆性断裂。

　　2. 增加热阻，降低热震性

　　闭气孔会阻碍热传导，但在高温或热循环条件下，气孔内的气体膨胀可能导致材料内部产生微裂纹，降低材料的热导率，影响散热性能。在高温环境下，气孔可能导致材料的热震性能下降，容易发生开裂或剥落。

图2. 陶瓷中气孔延长了热传导路径

　　3. 影响光学性能

　　闭气孔会散射光线，降低材料的透光性。在透明陶瓷或光学陶瓷中，气孔会显著降低材料的透光率和光学均匀性。在激光或光学器件中，气孔可能导致光损耗或光束畸变。

　　图3. 控制气孔率可得到半透明陶瓷（左）和全透明陶瓷（右）（图源：Baikowski）

　　4. 降低电性能

　　在电子陶瓷中，气孔可能导致介电损耗增加，影响器件性能。在高温或高压条件下，气孔可能成为击穿点，降低材料的绝缘性能。

　　5. 降低化学稳定性

　　闭气孔可能成为腐蚀介质（如水分、酸、碱等）的聚集点。在腐蚀环境中，气孔内部的介质会加速材料的腐蚀。在高温氧化环境下，气孔可能成为氧化反应的起点，降低材料的抗氧化性能。

　　6. 降低耐磨性

　　闭气孔会削弱材料的致密性，导致表面硬度下降。在摩擦或磨损条件下，气孔区域容易成为磨损起点，加速材料表面的磨损和破坏。

　　7. 影响陶瓷的加工性能

　　闭气孔会降低材料的致密性和均匀性。在研磨、抛光等加工过程中，气孔区域容易产生缺陷，影响表面质量。在烧结过程中，气孔可能导致材料收缩不均匀，产生变形或开裂。

　　▌ 检测方式陶瓷材料闭气孔率的检测方式主要有以下几种：

　　1.阿基米德法阿基米德法是测量陶瓷材料闭气孔率常用的方法。通过测量样品在空气和水中的重量，利用阿基米德原理计算闭气孔率。

　　图4.阿基米德法测量样品在水中的重量W2阿基米德法的测量步骤：(a)称量干燥样品重量（W₁）。(b)将样品浸入水中，称量其在水中的重量（W₂）。(c)取出样品，擦干表面水分，称量饱和重量（W₃）。

       计算公式如下：

　　2.X射线断层扫描（CT扫描）通过X射线扫描获取样品内部三维结构，通过图像处理软件分析孔隙分布，并分析闭气孔率。

　　图5.采用Micro-CT扫描的陶瓷中的气孔（红色部分）（图源：Micro Photonics Inc.）

   3.显微镜观察法通过显微镜观察样品表面或断面，通过图像分析软件计算闭气孔率。

图6.SEM图片下陶瓷中的气孔

　　▌总结陶瓷中闭气孔对材料的机械性能、热性能、电性能、化学稳定性、加工性能和光学性能等方面都有显著的负面影响。在高性能陶瓷材料的制备过程中，可以通过优化工艺（如提高烧结温度、使用添加剂、采用热等静压等）来减少闭气孔的含量，从而提高材料的综合性能。同时，陶瓷闭气孔率的测试方法也较多，阿基米德法为常用，CT扫描适合高精度需求，显微镜观察法则适用于特定场景。