一种红外透明陶瓷的快速烧结制备方法.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CN113173788A(43)申请公布日2021.07.27(21)申请号202110480745.2C04B35/115(2006.01)(22)申请日2021.04.30C04B35/64(2006.01)(71)申请人中国科学院上海光学精密机械研究所地址201800上海市嘉定区清河路390号(72)发明人范金太沈宗云钱凯臣张龙谢俊喜冯涛姜本学冯明辉陈柏键张露露范翔龙(74)专利代理机构上海恒慧知识产权代理事务所(特殊普通合伙)31317代理人张宁展(51)Int.Cl.C04B35/505(2006.01)C04B35/053(2006.01)C04B35/486(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种红外透明陶瓷的快速烧结制备方法(57)摘要一种红外透明陶瓷的快速烧结制备方法，首先将纳米粉体压制成型为陶瓷素坯，将素坯放入双温区马弗炉中的低温区加热至预设温度保温，消除样品在成型过程中造成的内应力，并降低样品在制备过程中吸收的水分，然后将样品推送至高温区，进行保温烧结，烧结结束后随炉降温，制得高致密度纳米晶粒的陶瓷。所得陶瓷样品的相对致密度为95％～100％，晶粒尺寸小于250nm，具有较好的光学性能和机械性能。CN113173788ACN113173788A权利要求书1/1页1.一种红外透明陶瓷的快速烧结制备方法，其特征在于，将采用纳米粉体压制成型的陶瓷素坯放入双温区马弗炉中的低温区加热至预设温度保温，消除样品在成型过程中造成的内应力，并降低样品在制备过程中吸收的水分，然后将样品推送至高温区，进行保温烧结，烧结结束后随炉降温，获得晶粒尺寸为50‑250nm，相对致密度为95％～100％的纳米晶粒陶瓷。2.根据权利要求1所述的红外透明陶瓷的快速烧结制备方法，其特征在于：该制备方法具体步骤如下：步骤1.1)将纳米粉体干压成型为坯体，并进行冷等静压处理后得到陶瓷素坯；步骤1.2)将步骤1.1)所述的陶瓷素坯置于双温区马弗炉中的低温区样品台上，随炉加热升温至预设温度后保温；同时将双温区马弗炉的高温区预升温至预设温度后恒温待用；步骤1.3)提起双温区马弗炉低温区与高温区的隔热板，将步骤1.2)所述的样品用推杆推送样品台传送至高温区，插回隔热板，样品进行保温烧结，烧结结束后随炉降温，获得高致密度纳米晶粒陶瓷样品；步骤1.4)对步骤1.3)得到的陶瓷样品进行双面镜面抛光加工，获得陶瓷产品。3.根据权利要求1或2所述的红外透明陶瓷的快速烧结制备方法，其特征在于，步骤1.1)所述的纳米粉体为Y2O3纳米粉体、Al2O3纳米粉体、ZrO2纳米粉体或Y2O3‑MgO复合纳米粉体中任一种，粉体晶粒粒径为5‑100nm。4.根据权利要求1或2所述的红外透明陶瓷的快速烧结制备方法，其特征在于，步骤1.1)所述的干压成型中压力为3‑30MPa。5.根据权利要求1或2所述的红外透明陶瓷的快速烧结制备方法，其特征在于，步骤1.1)所述的冷等静压的压力为180‑280MPa，保压时间为3‑20min。6.根据权利要求1或2所述的红外透明陶瓷的快速烧结制备方法，其特征在于，步骤1.2)所述的双温区马弗炉为自主设计制造的马弗炉，双温区各自升温和控温独立，中间有隔热板，由推杆推送样品台推送样品。7.根据权利要求1或2所述的红外透明陶瓷的快速烧结制备方法，其特征在于，步骤1.2)所述的随炉升温速率为1‑10℃/min，低温区预设温度为800‑1200℃，设置低温区温度低于高温区温度，保温时间为10‑200min，消除样品在成型过程中造成的内应力，并降低样品在制备过程中吸收的水分。8.根据权利要求1或2所述的红外透明陶瓷的快速烧结制备方法，其特征在于，步骤1.2)所述的高温区预设温度为1200‑1600℃。9.根据权利要求1或2所述的红外透明陶瓷的快速烧结制备方法，其特征在于，步骤1.3)所述的保温烧结时间为10‑200min。2CN113173788A说明书1/4页一种红外透明陶瓷的快速烧结制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种红外透明陶瓷的快速烧结制备方法，属于透明陶瓷材料制备领域。背景技术[0002]成熟的陶瓷成型和烧结技术已经有数千年历史，不同的烧结工艺技术制备的陶器和瓷器满足了人们生产、生活中的不同需求。近些年来，采用不同的烧结工艺技术制备出的致密化细晶粒的高性能陶瓷，获得更好的光学、力学、热学、电学、磁学等性能，满足更多的实际应用需求，如环保、安防、军工、国防等，是相关科研人员一直努力的追求。根据Hall—Petch关系式，陶瓷的晶粒尺寸越小，则硬度和强度越高。在纳米晶粒陶瓷中，晶粒尺寸越小、相对致密度越高，则光学散射、吸收等损耗越小，透过率越趋