高透光率γ-ALON透明陶瓷的制备技术.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102093057A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102093057A(43)申请公布日2011.06.15(21)申请号201010567037.4(22)申请日2010.12.01(71)申请人山东理工大学地址255086山东省淄博市高新技术产业开发区高创园D座1012(72)发明人牛金叶陈志伟冯柳李正民魏春城(51)Int.Cl.C04B35/58(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称高透光率γ-ALON透明陶瓷的制备技术(57)摘要本发明涉及一种高透光率γ-ALON透明陶瓷的制备方法，其特征在于采用以下步骤：1)以α-Al2O3粉和AlN粉为原料，两者的摩尔百分比为64～68∶32～36，且摩尔百分比之和为100％，添加适量烧结助剂，连同粘结剂、无水乙醇及高纯氧化铝球一起放入球磨，备用；2)将步骤1)得到的造粒粉装进乳胶模具中，在150～250MPa下致密化成型，获得致密度高且密度均匀的坯体，80℃下干燥24h；3)将步骤2)得到的坯体置于坩埚中在高温氮气烧结炉内进行烧结；4)将步骤3)得到的γ-ALON烧结体进行光学抛光，既得高透光率γ-ALON透明陶瓷。根据本发明，高透光率γ-ALON透明陶瓷在降低设备要求、降低烧成温度和缩短烧成周期的基础上实现了低成本制备。CN1029357ACCNN110209305702093063A权利要求书1/1页1.一种高透光率γ-ALON透明陶瓷的制备方法，其特征在于采用以下步骤：1)以α-Al2O3粉和AlN粉为原料，两者的摩尔百分比为64～68∶32～36，且摩尔百分比之和为100％，添加适量烧结助剂，连同粘结剂、无水乙醇及高纯氧化铝球一起放入球磨罐中球磨混料8～12h，球磨好的料浆过325目筛，喷雾造粒得到造粒粉，备用；2)将步骤1)得到的造粒粉装进乳胶模具并密封，置于冷等静压机中在150～250MPa的压力下致密化成型，获得致密度高且密度均匀的坯体，80℃下干燥24h；3)将步骤2)得到的坯体置于坩埚中在高温氮气烧结炉内进行烧结，具体是：抽真空至烧结炉内压力小于10-2Pa，关闭真空泵并充氮气至常压，维持一定的氮气流量，再加热升温至1700～1750℃保温1～2h，然后继续升温至1880～1920℃保温4～6h，随炉冷却，得到γ-ALON烧结体；4)将步骤3)得到的γ-ALON烧结体进行光学抛光，既得高透光率γ-ALON透明陶瓷。2.如权利要求1所述的高透光率γ-ALON透明陶瓷的制备方法，其特征在于：AlN粉的N含量＞33.3％，杂质O含量＜0.85％，其它杂质总含量＜800ppm，比表面积为2.45m2/g，D50＜1μm；α-Al2O3粉的纯度≥99.95％，杂质Si含量＜80ppm，杂质Na含量＜20ppm，杂质Fe含量＜50ppm，杂质Cu含量＜20ppm，D50＜1μm。3.如权利要求1所述的高透光率γ-ALON透明陶瓷的制备方法，其特征在于：烧结助剂为MgO、Y2O3、ZrO2、La2O3中至少三种的任意混合，并且烧结助剂的含量为由α-Al2O3粉和AlN粉构成的物料总量的0.3～0.5wt％，由α-Al2O3粉和AlN粉构成的物料与高纯氧化铝球及无水乙醇的质量比为1∶2∶1。4.如权利要求1所述的高透光率γ-ALON透明陶瓷的制备方法，其特征在于：粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛、聚乙酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种，含量为由α-Al2O3粉和AlN粉构成的物料总量的0.3wt％。5.如权利要求1所述的高透光率γ-ALON透明陶瓷的制备方法，其特征在于：高纯氧化铝球的氧化铝含量大于99％，耐磨系数小于0.01g/kg·h。6.如权利要求1所述的高透光率γ-ALON透明陶瓷的制备方法，其特征在于：坩埚为耐高温且高温下性能稳定的氮化硼坩埚、高纯石墨坩埚或钨坩埚。7.如权利要求1所述的高透光率γ-ALON透明陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤3)中氮气流量为4～6L/min。8.如权利要求1所述的高透光率γ-ALON透明陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤3)中，室温至1000℃烧结炉的升温速率为10～20℃/min，1000℃至1700℃烧结炉的升温速率为5～7℃/min，1700℃至1920℃烧结炉的升温速率为1～3℃/min。2CCNN110209305702093063A说明书1/5页高透光率γ-ALON透明陶瓷的制备技术技术领域[0001]本发明属于透明陶瓷制备技术领域，特别涉及一种高透光率γ-ALON透明陶瓷的制备方法。背景技术[0002]透明ALON陶瓷材料具有优异的力学性能及光学性能，耐磨耐久性好、化学稳定性高、抗冲击能力强，可用作武装直升飞机