作为非消费级的工业应用材料，人们通常对于特种陶瓷，总是强调其机电性能、化学稳定性、耐热等性能，而对于其颜色，关心的很少。这就像对一个理工男，我们关注的是他的学识和业务水平，至于长得帅不帅气则无所谓。但凡事都有例外，比如黑色氧化铝陶瓷就是一种看重“颜值”的材料。不过说到底，“黑”并不是通常漂亮的颜色，黑色氧化铝陶瓷在近年来越来越受重视，也不是因为其“颜值”，还是因为其特别的实用性——可以遮光，黑色可以吸收所有波长的可见光光线，不让光线穿过。

什么样的应用场合需要遮光呢？主要就是半导体集成电路。半导体集成电路具有明显的光敏性，因此要求其封装管壳具有遮光性能。那为什么必须是氧化铝呢？因为氧化铝具有极佳的综合性能，比如高电阻率、较高的热导率、很低的介电损耗等，当然，还包括价格比较低廉，能够大规模生产——总之，性价比高。

我们都知道，氧化铝陶瓷本来是白色的，如何让它变成黑色呢？表面刷黑色涂料最直接了当，但那样的话导热、耐热以及抗老化等性能会大打折扣，影响其使用效果。所以一般是掺入黑色的着色剂，让氧化铝自己变成黑色。这些着色剂通常都是过渡元素氧化物，如Fe₂O₃、CoO、NiO、Cr₂O₃、MnO、TiO₂、V₂O₅等。如何添加呢？简单一点的话选用一种着色剂就行。比如有人在普通的95氧化铝配方加入3%TiO₂，放入氢气钼丝炉中，在1650-1680℃下烧结，获得黑色氧化铝陶瓷，用做数码管衬板。但这样做往往存在很多不足，比如烧结温度较高，耗能高，同时高温下易造成过渡氧化物的挥发，等等。所以比较靠谱的做法是同时选用数种着色剂，形成低共熔物，可以达到降低烧结温度的作用。比如有研究在99氧化铝中加入3-4%的氧化锰和氧化钛，1250℃的低温下烧结密度就可达到3.75g/cm³。

着色剂具体的添加方式又分为一次合成法和二次合成法。所谓一次合成法就是将着色氧化物和其它的助剂一起，直接加入氧化铝粉体中混合，成型后一次性烧成。但二次合成法则是将二次合成法是先将金属氧化物混合煅烧，合成黑色色料；再把所得色料和助溶剂、氧化铝按一定配比和工艺来制备黑色氧化铝。相比之下，一次合成法比较省事，但二次合成法效果更好。为什么呢？因为金属氧化物混合煅烧时，会形成尖晶石结构的化合物。和氧化物相比，这些化合物在高温下不容易挥发，因此氧化铝中组分配比更加准确，所得黑色更加纯正和稳定——当然这不是说一次合成法就不会形成尖晶石结构的化合物，但数量和均匀性都会差一些，因此着色效果也差一些。

需要指出的是，由于着色剂都是可变价的金属离子，因此不可避免地会造成氧化铝机电性能的下降。比如前面所说的95氧化铝配方加入3%TiO₂的例子中，氧化铝呈黑色主要是因为部分Ti⁴⁺离子变成了价Ti³⁺。由于3价钛上多出的电子是弱束缚电子，很容易成为导电的载流子，使陶瓷的电阻率降低到10⁸Ω·cm以下。为了避免电阻率的过份降低，在制备黑色氧化铝陶瓷时，往往还要针对性地添加一些调节助剂。比如在添加TiO₂的同时，引入MgO，可以抑制Ti⁴⁺离子向Ti³⁺离子的转变。又如，有人在制备黑色氧化铝陶瓷时，添加了4%SiO₂，结果其电阻率比未添加前提高了一个数量级，同时介电损耗则比未添加前下降了一个数量级。

黑色氧化铝陶瓷是不是只能用在遮光的场合呢？当然不是，其实如果对于颜色不太讲究，那很多使用白色氧化铝陶瓷的地方使用黑色氧化铝陶瓷也可以，而且由于黑色氧化铝陶瓷的烧结温度通常都比较低，成本上可能还有一些优势——当然，这里有一个前提，就是将黑色氧化铝陶瓷的各项性能指标调节到和普通白色氧化铝陶瓷差不多。

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