A1ON透明陶瓷的制備與性能研究.pdf

1、尖晶石型氮氧化鋁(AlON)是Al<,2>O<,3>-AIN體系中的一類(lèi)重要的單相、穩(wěn)定的固溶體陶瓷，由于它具有優(yōu)良的光學(xué)、力學(xué)和化學(xué)性能，因而成為頗具潛力的新型材料。本論文采用放電等離子燒結(jié)法(Spark Plasma Sintering，簡(jiǎn)稱(chēng)SPS)制備了AlON透明陶瓷。研究發(fā)現(xiàn)：α-Al<,2>O<,3>和AlN原料摩爾配比68:32時(shí)，能夠合成單相的AlON陶瓷，實(shí)驗(yàn)條件為：燒結(jié)溫度為1700℃，軸向壓力為30MPa，升溫速率

2、為100℃/min，保溫時(shí)間10min，真空度優(yōu)于6Pa。 在其它條件相同時(shí)，將試樣分別保溫5min，10min，15min，20min，樣品相對(duì)致密度為98.01～99.3％。隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，相對(duì)密度略有增加，保溫時(shí)間為10min獲得了最高的致密度，且硬度值達(dá)到最大值。保溫5min時(shí)樣品氣孔已經(jīng)很少，隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，晶粒尺寸有所增大，晶粒生長(zhǎng)的更為均勻，晶界更為平滑。 在其它條件相同時(shí)，將試樣分別以50℃/mi

3、n，100℃/min，150℃/min，200℃/min，不同升溫速率得到的樣品相對(duì)致密度為98.7～99.3％。隨著升溫速率的加快，相對(duì)密度略有增加，升溫速率為100℃/min時(shí)獲得了最高的致密度和硬度，繼續(xù)提高升溫速率，相對(duì)密度和硬度略有下降。隨著升溫速率的降低，晶粒尺寸有所增大，晶粒生長(zhǎng)的更為均勻，晶界更為平滑，晶粒稍有長(zhǎng)大，但變化不明顯。 在其它條件相同時(shí)，將試樣分別10MPa，20MPa，30MPa，40MPa，不同燒

4、結(jié)壓力得到的樣品相對(duì)致密度為98.1～99.3％。增大燒結(jié)壓力，相對(duì)密度逐漸增加，燒結(jié)壓力為30MPa時(shí)獲得了最高的致密度和硬度，繼續(xù)提高燒結(jié)壓力，相對(duì)密度和硬度略有下降。隨著燒結(jié)壓力的增大，晶粒尺寸有所增大，晶粒生長(zhǎng)的更為均勻，晶界更為平滑。 在其它條件相同時(shí)，在N<,2>氣氛和真空條件下的燒結(jié)表明，N<,2>氣氛不利于晶粒的生長(zhǎng)。 對(duì)透明陶瓷的透光機(jī)理及透光因素的研究表明影響透明陶瓷透光的因素主要有吸收、反射以及散射