氮氧比和燒結(jié)氣氛對(duì)無(wú)壓燒結(jié)AlON透明陶瓷透光性的影響.pdf

1、尖晶石型氮氧化鋁(γ-AlON)是一種各向同性的多晶陶瓷材料，它是AlN-Al2O3二元體系相圖中的一個(gè)重要的單相，具有良好的光學(xué)性能和力學(xué)性能，可作為高速運(yùn)行載運(yùn)工具擋風(fēng)玻璃以及耐高溫窗口材料，應(yīng)用前景廣闊。
　　本研究首先以氧化鋁和活性炭粉體為原料，采用碳熱還原氮化法合成AlON粉體，通過(guò)調(diào)整碳摻量合成具有不同N/O的AlON粉體，然后分別在無(wú)碳?xì)夥蘸秃細(xì)夥諆煞N環(huán)境條件下，采用無(wú)壓燒結(jié)方法制備AlON透明陶瓷，研究N/O、燒

2、結(jié)氣氛以及燒結(jié)工藝對(duì)AlON透明陶光學(xué)性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明：當(dāng)碳摻量為5.0 wt％、5.6 wt％、7.4 wt％時(shí)，碳熱還原氮化合成的粉體物相組成為純相AlON，且其N/O隨碳摻量增加而增大，但是，當(dāng)碳摻量降至4.4 wt％時(shí)，粉體中除主相AlON外還有Al2O3殘留，而當(dāng)碳摻量提高到8.6 wt％時(shí)，粉體中除主相AlON外卻出現(xiàn)了少量AlN。在無(wú)碳?xì)夥罩校珹lON透明陶瓷的快速致密化溫度范圍為1800-1900℃。在1880℃

3、進(jìn)行無(wú)壓燒結(jié)時(shí)，較快的升溫速率有助于提高AlON透明陶瓷的相對(duì)密度和透光性;延長(zhǎng)保溫時(shí)間可促進(jìn)晶粒生長(zhǎng)并獲得純相AlON透明陶瓷，但是陶瓷的相對(duì)密度和透光性卻隨保溫時(shí)間延長(zhǎng)而降低;當(dāng)Y2O3摻量為0.1-0.5wt％時(shí)，陶瓷的相對(duì)密度和透光性隨Y2O3摻量增加而增大;碳摻量為7.4 wt％時(shí)，制備的AlON透明陶瓷相對(duì)密度最高、透過(guò)率也最大。在含碳?xì)夥罩?，在保溫時(shí)為150 min條件下，制備高透光性AlON透明陶瓷的較佳溫度為1850℃

4、，碳摻量為5.6 wt％時(shí)制備的陶瓷透過(guò)率最高，為80.2％;在1880℃進(jìn)行了的保溫時(shí)間研究結(jié)果表明，AlON透明陶的透光性隨保溫時(shí)間延長(zhǎng)而增大，當(dāng)保溫時(shí)間為480 min時(shí)，其透過(guò)率為83.1％。碳摻量較高的具有較大N/O的AlON粉體在無(wú)碳和含碳環(huán)境中進(jìn)行較短保溫時(shí)間無(wú)壓燒結(jié)時(shí)，其陶瓷的晶粒尺寸均隨N/O增加而減小，表明較高的N含量對(duì)晶粒生長(zhǎng)具有抑制作用。與無(wú)碳?xì)夥障啾?，含碳?xì)夥崭欣谥苽渚哂懈咄腹庑缘腁lON透明陶瓷，在碳摻量