氧化钇透明陶瓷的制备

以埔酸钇和碳酸氢铵为原料，通过向碳酸氢铵溶液滴加埔酸钇溶液，制备出了前驱物经950℃煅烧后颗粒尺寸大小为40-60nm的Y2O3粉体。该粉体在添加一定量的添加剂后经真空热压和热等静压成功烧结出红外透过率达82％的Y2O3透明陶瓷。     

热压烧结AlON透明陶瓷的烧结行为及性能

本文以醇盐水解法自制的γ-Al2O3粉体为原料,利用热压反应烧结技术,在N2气氛中一步制备得到γ-AlON透明陶瓷,并着重研究了Y2O3和MgO两种氧化物烧结助剂及其含量对产物的烧结性能及透光性的影响。结果显示加入Y2O3或MgO作为烧结助剂,不但有助于促进固相反应进行,还可通过形成固溶体大大改善烧结性能。较MgO而言,采用Y2O3作为烧结助剂的产物的硬度及相对密度均更好。添加1wt%Y2O3,在1950℃热压条件下即可得到γ-AlON透明陶瓷。XRD、SEM及密度测试结果表明产物的物相组成单一、内部结构致密,其相对密度可达99.22%。IR分析结果显示该样品在1.5~4.5μm的红外波段内具有可透过性,最大透过率为18.42%(2.5μm处)。     

(Y,Gd)2O3:Eu(YGO:Eu)纳米粉体合成及透明陶瓷制备

研究以碳酸氢铵作为沉淀剂制备Y1．34Gd0.6Eu0.06O3（YGO：Eu）纳米粉体的工艺，并采用真空烧结制备了YGO：Eu透明陶瓷．实验结果表明：以硝酸盐为母盐，以碳酸氢铵为沉淀剂，在本研究试验条件下获得的YGO先驱物为晶态的水合稀土碳酸钇钆正盐．先驱物在600℃煅烧后可以得到立方晶型的YGO粉体．煅烧温度对粉体的颗粒尺寸及尺寸分布有影响，1100℃煅烧所获得的粉体由粒径-100nm的球形颗粒组成，颗粒尺寸分布均匀，粉体具有较好的烧结性能．采用所制备的YGO：Eu纳米粉体，在1670℃真空烧结2h可获得透光性良好的透明陶瓷，样品在可见光区的最高透过率可达74．6％，高于相同工艺条件下制备的氧化钇透明陶瓷．     

燃烧法合成铪酸钇粉体及其透明陶瓷的制备

以硝酸钇(Y(NO₃)₃)和氯化铪(HfCl₄)为原料, 乙二胺四乙酸(EDTA)作为燃剂, 采用燃烧法制备了粒径为50nm左右的纯相铪酸钇粉体. 粉体经1200℃煅烧后高能球磨15h, 然后在200MPa条件下进行冷等静压成型, 素坯尺寸为20mm×2.5mm, 最后采用真空烧结(1850℃保温6h), 制备出可见光波段直线透过率为50%的铪酸钇透明陶瓷. 研究了真空烧结温度对样品透过率和显微结构的影响, 当烧结温度高于1850℃时, 温度对于透过率影响不是很明显; 随着烧结温度的升高, 样品的晶粒尺寸增大.     

真空烧结SiC多孔陶瓷的组织与性能

以SiC为主要原料,以羧甲基纤维素(CMC)为造孔剂,分别以Al2O3-Y2O3和Al2O3-高岭土为烧结助剂,在1550℃真空烧结制备出孔洞均匀的SiC多孔陶瓷,研究了造孔剂和烧结助剂对其抗折强度和抗弯强度的影响.结果表明:随着造孔剂用量的增加,气孔率和线收缩率提高,抗折强度下降.对于经预氧化处理以Al2O3-Y2O3为助烧剂的样品,因发生低温液相反应烧结,其结构致密,气孔率较小,线收缩率和抗折强度较高;而在以Al2O3-高岭土为助烧剂的样品中发生固-固反应,其结构疏松,因而线收缩率和抗折强度较低.但是这种疏松结构有利于热应力的释放,使样品具有较高的抗热震性能.     

铝酸镁荧光透明陶瓷的制备及表征

采用金属醇盐法制备了铝酸镁前躯体,并通过高温煅烧得到了纯相铝酸镁粉体,再将其与荧光粉均匀掺杂,通过热压与热等静压相结合的烧结方法得到了铝酸镁荧光透明陶瓷.将得到的铝酸镁荧光透明陶瓷样品进行了XRD分析,当荧光粉的掺杂浓度达到10％(质量分数,下同)时陶瓷样品中含荧光粉相(YAG),进一步增加掺杂浓度至40％,陶瓷样品中的YAG相更加明显.所得铝酸镁荧光陶瓷在可见光区域的透过率大于70％,样品在蓝光波段(460～480nm)有明显的光吸收.将不同荧光粉掺杂浓度的荧光陶瓷样品进行了SEM分析,与纯相铝酸镁透明陶瓷相比,荧光粉的掺杂使最终得到陶瓷的晶粒尺寸变小,且掺杂浓度越高这种变化越明显.     

纳米掺杂和直接掺杂Li2O-SiO2复合助烧剂对X7R型BaTiO3基陶瓷显微结构和介电性能的影响

以Li2O-SiO2（LSO）复合组分作为助烧剂,比较纳米掺杂和直接掺杂对X7R型BaTiO3基陶瓷显微结构和介电性能的影响,并进一步研究直接掺杂LSO的用量及烧结温度的影响,同时通过缺陷化学理论探讨了陶瓷的烧结机制。实验结果表明与纳米掺杂相比,直接掺杂助烧剂能够使掺杂元素进入晶格产生离子空位等缺陷,减少了物质迁移所需的活化能,从而有效促进陶瓷致密化过程,显著改善陶瓷的微观形貌及其介电性能。陶瓷样品的介电常数随着LSO助烧剂掺杂量的增加先增大后减小;当助烧剂掺杂量为0.08%（摩尔分数）时,样品可在1200℃烧结,室温介电常数达到4855,且容温特性满足X7R标准。通过直接掺杂能够使助烧剂十分均匀地分布在陶瓷材料中,可以显著减少助烧剂的用量,达到明显降低烧结温度的目的,并起到助烧兼改性的作用。     

真空烧结Nd:YAG透明陶瓷的研究

以高纯Al2O3、Y2O3和Nd2O3粉体为原料,少量MgO和SiO2为添加剂,采用真空烧结方法制备了不同掺杂浓度的NdYAG(Y3Al5O12)透明陶瓷,并且对烧成的NdYAG陶瓷的显微结构和光学性能进行了研究.结果发现,真空烧结有利于气孔的排出,从而达到几乎完全致密化;适量烧结助剂的添加,有利于提高陶瓷的烧结活性和透光性;NdYAG陶瓷能够实现高浓度掺杂,但是透过率随着Nd掺杂量的增加有所降低,光吸收随着掺杂量的增加而增加;掺杂浓度升高,发射谱峰出现展宽,并且出现红移现象,当Nd3+的掺杂浓度大于3.0%(原子分数)时,发射强度急剧降低.     

LiF对镁铝尖晶石透明陶瓷红外透过率的影响

以溶胶-凝胶法制备镁铝尖晶石(以下简称“尖晶石”)粉末, 掺入0~2.5wt%的LiF, 经球磨后, 测试混合粉末的物相组成. 采用热压(HP; 32 MPa/1550℃)及热压结合热等静压(HP/HIP; 热等静压工艺条件为150 MPa/1700℃)工艺制备出尖晶石透明陶瓷. 分析测试了掺入不同LiF的尖晶石陶瓷的结构和红外透过率, 采用感应耦合等离子体(Inductively Coupled Plasma, 或ICP)方法测定了LiF掺杂后的粉料和透明陶瓷中的Li离子含量. 实验显示, LiF的加入促进了尖晶石晶粒长大和气孔的排除, 并促进了尖晶石陶瓷烧结的致密化进程. 添加1.0wt%~1.5wt% LiF的尖晶石透明陶瓷具有最高的红外透过率. LiF在尖晶石陶瓷中形成残余物质, 添加过量的LiF对尖晶石陶瓷的光学性能会产生不利影响.     

MgO·1.5Al_2O_3透明陶瓷的无压/热等静压烧结制备

镁铝尖晶石透明陶瓷是典型的结构功能一体化材料,具有优异的光学和机械性能。实验合成了颗粒细小、均匀的单相MgO·1.5Al2O3陶瓷粉末,并且利用XRD全谱拟合软件Fullprof和尖晶石位置分配程序SIDR两步法确定其晶体结构为(Mg0.46Al0.54)IV[Mg0.26Al1.64□0.09]VIO4。再通过真空无压烧结结合热等静压烧结制备出了高性能的透明陶瓷,热等静压18 MPa下1850℃烧结4 h所得样品的致密度达到99.75%,厚度为2 mm的烧结样品可见光透过率达到65%,红外波段透过率达到80%以上,维氏硬度为(12.75±0.12)GPa,杨氏模量为277 GPa。