多晶体硫族化物陶瓷材料.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN104507892A(43)申请公布日2015.04.08(21)申请号201380020020.9代理人赵飞郭红丽(22)申请日2013.04.15(51)Int.Cl.(2006.01)(30)优先权数据C04B35/54713/447,9212012.04.16USC04B35/645(2006.01)G02B1/02(2006.01)(85)PCT国际申请进入国家阶段日C04B35/638(2006.01)2014.10.15(86)PCT国际申请的申请数据PCT/US2013/0366182013.04.15(87)PCT国际申请的公布数据WO2014/011295EN2014.01.16(71)申请人肖特公司地址美国纽约州(72)发明人凯斯·格雷戈里·罗曾堡埃里克·赫克托·尤如蒂(74)专利代理机构北京思益华伦专利代理事务所(普通合伙)11418权利要求书2页说明书7页附图2页(54)发明名称多晶体硫族化物陶瓷材料(57)摘要本发明涉及一种通过使用单轴热压然后热均压来烧结硫族化物粉末、例如ZnS粉末而制备的多晶IR透明材料。本发明所描述的材料的微晶结构比使用现有技术所制备的材料的微结构更精细。通过使用颗粒大小足够精细以提高烧结性能但足够粗糙以防止纤锌矿-闪锌矿转变温度降低的粉末，在不降低光学性能的情况下生成强度提高的高透明材料。在部件已经达到期望温度后，通过施压在热压过程中获得高度的透明性。这允许某些程度的塑性变形并且防止可能包埋空隙的快速晶粒生长。在此处理过程中产生的晶体孪生进一步抑制热均压过程中的晶体生长。CN104507892ACN104507892A权利要求书1/2页1.一种烧结的多晶体陶瓷体，包括具有立方结构的多晶性型的硫族化物材料，并且所述硫族化物材料在1100nm处具有小于等于2.0cm-1的消光系数以及大于等于180kg/mm2的维氏硬度。2.根据权利要求1所述的烧结的多晶体陶瓷体，其中，所述具有立方结构的多晶性型的硫族化物是硫化锌闪锌矿。3.根据权利要求1所述的烧结的多晶体陶瓷体，其中，所述陶瓷体在1100nm的波长下具有0.05-2.75cm-1的消光系数。4.根据权利要求1或2所述的烧结的多晶体陶瓷体，其中，所述陶瓷体具有小于等于2.5cm-1的消光系数。5.根据权利要求1或2所述的烧结的多晶体陶瓷体，其中，所述陶瓷体具有180-265kg/mm2的维氏硬度。6.根据权利要求1或2所述的烧结的多晶体陶瓷体，其中，所述陶瓷体具有大于等于200kg/mm2的维氏硬度。7.根据权利要求1或2所述的烧结的多晶体陶瓷体，其中，所述陶瓷体在0.1N下测量的努氏压痕硬度为至少260kg/mm2。8.根据权利要求1或2所述的烧结的多晶体陶瓷体，其中，所述陶瓷体在1100nm的波长下具有2.0cm-1的消光系数以及至少200kg/mm2的维氏硬度。9.根据权利要求或8所述的烧结的多晶体陶瓷体，其中，所述陶瓷体在1100nm的波长下具有1.0cm-1的消光系数以及至少220kg/mm2的维氏硬度。10.根据权利要求1或2所述的烧结的多晶体陶瓷体，其中，所述陶瓷体在1100nm的波长下具有1.0cm-1的消光系数以及至少240kg/mm2的维氏硬度。11.根据权利要求或10所述的烧结的多晶体陶瓷体，其中，所述陶瓷体在1100nm的波长下具有0.75cm-1的消光系数以及至少250kg/mm2的维氏硬度。12.根据权利要求1或2所述的烧结的多晶体陶瓷体，其中，所述陶瓷体具有小于0.10μm的平均孔半径。13.根据权利要求12所述的烧结的多晶体陶瓷体，其中，所述陶瓷体具有小于0.05μm的平均孔半径。14.根据权利要求1或2所述的烧结的多晶体陶瓷体，其中，所述陶瓷体具有小于8μm的平均晶粒尺寸。15.根据权利要求14所述的烧结的多晶体陶瓷体，其中，所述陶瓷体具有小于5μm的平均晶粒尺寸。16.一种用于制备多晶体硫族化物陶瓷材料的方法，包括：将硫族化物粉末加热到900-1000℃的温度；在40-60MPa的压力以及900-1000℃的温度下单轴向压制加热的粉末0.16-6小时；以及在180-250MPa的惰性气体压力和880-1000℃的温度下热均压所得到的压制的硫族化物材料10-100小时。17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述硫族化物粉末是ZnS粉末。18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，以1.5-12K/分钟的速率将所述硫族化物2CN104507892A权利要求书2/2页粉末加热到900-1000℃的烧结温度。19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述硫族化物粉末的颗粒尺寸在400nm-10μm的范围内。20.根据权利要求