基于注射成型并三步烧结法制备透明氧化铝陶瓷

本文采用注射成型制备氧化铝坯体,并用三步烧结法获得了完全致密的透明氧化陶瓷。研究了直线透光率与烧结方法,微观结构的关系。结果表明基于注射成型并采用三步烧结方法制备的氧化铝陶瓷没有晶粒异常长大,总透光率和直线透光率分别达到了71%和50.8%。用三步烧结法制备的氧化铝陶瓷直线透光率比一步法制备的氧化铝陶瓷要高25.8%。

MgO对快速烧结制备氧化铝透明陶瓷光学性能的影响

采用真空快速烧结制备氧化铝透明陶瓷,研究了添加剂MgO对氧化铝透明陶瓷烧结致密化及透光性能的影响。研究表明,添加剂MgO以富Mg的纳米颗粒在晶界区的钉扎作用有效地抑制了晶粒长大,同时短时烧结在动力学上也抑制了晶粒的长大。通过对材料透光性能的分析,基于Rayleigh-Gans-Debye光散射模型提出了理论气孔率Pt、等效气孔率Pe的概念,用以定量分析添加剂MgO对多晶氧化铝透明陶瓷透光性能的影响。拟合结果显示等效气孔率Pe与MgO添加量满足二次多项式函数关系。当MgO添加量为0. 075wt%时,理论气孔率最低,等效气孔率适中,透光性能最好。

液相前驱体浸渗工艺引入添加剂制备透明多晶氧化铝陶瓷

以Mg(NO3)2、Y(NO3)3和La(NO3)3为前驱体,采用液相前驱体浸渗工艺将添加剂MgO、Y2O3和La2O3同时引入到预烧氧化铝坯体中,在1830℃、H2气氛下保温2 h烧结制备透明多晶氧化铝陶瓷。利用扫描电子显微镜和紫外–可见分光光度计对透明多晶氧化铝陶瓷的显微结构及直线透光率进行表征。结果表明:液相前驱体浸渗工艺提高了添加剂分布的均匀性,采用该工艺制备的透明多晶氧化铝陶瓷显微结构均匀,晶粒尺寸为20～50μm,在波长300～800 nm内最高直线透光率达38.7%(λ=800 nm,厚度为0.8 mm);而采用传统湿法球磨工艺得到的透明多晶氧化铝陶瓷晶粒尺寸大小不均,在晶界及晶粒内存有残留气孔,最高直线透光率仅为12.3%(λ=800 nm,厚度为0.8 mm)。通过液相前驱体浸渗工艺引入添加剂显著提高了透明多晶氧化铝陶瓷的直线透光率。