基于专利分析的透明陶瓷技术发展态势研究

透明陶瓷具有单晶耐高温、抗腐蚀、高绝缘、高强度等特性,又具有良好的光学性能,正逐步应用于激光、照明、医疗器械、军事、国防等重要技术领域。本文依托IncoPat全球专利数据库,对全球6598件透明陶瓷专利从申请趋势、地域分布及主要创新主体、技术构成和技术热点等维度进行分析。研究表明：我国透明陶瓷技术发展迅猛,申请量总体呈稳定上升态势;但对外专利布局不及日本和美国,优质专利海外布局意识有待提高;相比较非氧化物陶瓷,氧化物透明陶瓷研究成果更突出。     

光固化3D打印钇铝石榴石透明陶瓷及其微结构调控

成型是钇铝石榴石(YAG)透明陶瓷研制的关键环节,对透明陶瓷的致密化过程及其力学、热学和光学性能有重要影响。本工作围绕YAG透明陶瓷的基于数字光处理(DLP)技术的光固化3D打印成型,系统地开展了YAG陶瓷浆料的研制、陶瓷生坯的构筑及坯体脱脂和烧结工艺研究。采用流变仪分析了固含量对陶瓷浆料流变特性的影响,借助分析曝光参数对单层陶瓷膜特性的影响,确立了最佳的光固化工艺参数。结合TG–DTA分析,对陶瓷坯体脱脂制度进行了精准控制。采用真空高温烧结工艺制备得到高致密YAG透明陶瓷,讨论了固含量、烧结温度等工艺参数对YAG透明陶瓷微结构演变及光学质量的影响,基于DLP光固化成型技术成功制备出可见光透过率高达82.9%的高性能YAG透明陶瓷。     

YF3和PrF3共掺杂SrF2陶瓷的显微结构与光谱特性

采用化学沉淀法合成了SrF₂粉末原料,真空热压烧结制备了不同YF₃掺杂量的Pr,Y:SrF₂透明陶瓷,研究了缓冲离子(Y³⁺)对Pr:SrF₂透明陶瓷透过率、显微结构及光谱特性的影响。结果表明,陶瓷样品具有较高的光学质量,YF₃掺杂量为5.0%(质量分数)的Pr,Y:SrF₂陶瓷具有最高的透过率,其400 nm和1 200 nm波长处的透过率分别为90.1%和89.4%。高掺杂量下,Y³⁺能够显著的促进陶瓷晶粒的生长,当YF₃掺杂量为10.0%时,陶瓷的晶粒尺寸超过200μm。此外,Y³⁺缓冲离子可以有效提高透明陶瓷的吸收能力,并通过改变陶瓷基体内Pr³⁺的团簇及局域配位结构,调控Pr,Y:SrF₂透明陶瓷的光谱特性。     

透明玻璃陶瓷

透明玻璃陶瓷是由细晶粒和玻璃相组成的具有均匀致密结构的新型功能材料。本文综述了透明玻璃陶瓷的制备工艺、种类及性能,并对透明玻璃陶瓷的发展作了展望。     

镁铝尖晶石透明陶瓷的研究进展

高性能透明陶瓷既具有陶瓷材料的耐高温、耐腐蚀、高绝缘、高强度等特性,又具有玻璃材料的光学性能,是极端环境用的重要光学材料。镁铝尖晶石作为透明陶瓷材料的一种,具有立方各向同性、低密度、高熔点、高硬度、高电阻、低热膨胀、高抗热震、耐腐蚀、高强度、近紫外到中红外的透光性和高温稳定性等优异性能,在国防军事、航空航天、激光照明、医疗器械等众多领域备受青睐;而且已广泛应用于红外制导窗口、高马赫航空器的整流罩、透明装甲和极端环境下的光电设备等关系国防安全与核心竞争力的关键领域。镁铝尖晶石透明陶瓷的研究起步很早,在多年的研究中,科研工作者不断改进镁铝尖晶石粉体合成工艺和烧结技术,形成了逐渐完善的镁铝尖晶石透明陶瓷制备体系,已经在强度、纯度、致密度和透光性等方面大有突破。然而,由于镁铝尖晶石透明陶瓷是多晶陶瓷,光散射位点多,影响因素多,使得高性能镁铝尖晶石的制备仍然具有一定难度。因此,本文将系统综述镁铝尖晶石的原料合成、烧结工艺及其对镁铝尖晶石透明陶瓷结构和性能的影响,旨在阐明镁铝尖晶石的原料-工艺-结构-性能关系以及存在的主要问题与解决方案,为制备极端环境用高性能镁铝尖晶石透明陶瓷提供参考。     

钇铝石榴石(YAG)激光透明陶瓷研究进展

钇铝石榴石(YAG)激光透明陶瓷由于具有单晶、玻璃激光材料无可比拟的优势而成为研究热点,并得到迅速发展,高性能的稀土元素掺杂YAG透明激光陶瓷被相继报导.本文综述了近年来国内外关于YAG激光透明陶瓷的最新研究成果.主要包括YAG微细粉体合成、烧结添加刺及多晶YAG透明陶瓷的致密化烧结技术,并对比了YAG透明陶瓷相对于Y...     

MgO-Al2O3-SiO2系透明玻璃陶瓷研究进展

透明玻璃陶瓷具有热膨胀系数可调、强度高、化学稳定性好的优点,且兼具透光/发光的特性,是一种在光学信息、生物技术、激光技术、红外遥感及民用照明等领域有着广泛的应用前景的新型功能材料。本文简述了玻璃陶瓷的透光机制,对形核剂、过渡金属离子及稀土离子掺杂MgO-Al₂O₃-SiO₂(MAS)系透明玻璃陶的析晶及透光/发光性能方面的研究进展进行了介绍,并简要分析了开发具备透光/发光性质的高结晶度MAS透明玻璃陶瓷材料存在的问题,最后展望了透明玻璃陶瓷的发展趋势与前景。     

国内外透明激光陶瓷的研究现状

透明激光陶瓷是一种具有战略意义的新型激光工作物质。与单晶相比,多晶透明激光陶瓷制备周期短、生产成本低、可以大批量生产,而且易获得大尺寸、掺杂浓度高、光学均匀性好的样品。综述了近年来透明激光陶瓷的研究进展,对透明激光陶瓷的制备技术和透光性的影响因素进行了阐述,并对其应用前景进行了展望。     

ZnS透明陶瓷的研究进展及其应用

硫化锌(ZnS)透明陶瓷在可见光至长波红外波段(0.36～12μm)都具有很高的透过率,且拥有较好的力学和热学综合性能,在红外窗口、中红外激光增益介质等方面具有广泛的应用。本文梳理了ZnS透明陶瓷的研究进展,并分析了热压烧结、化学气相沉积和放电等离子烧结等制备工艺对ZnS透明陶瓷光学性能和力学性能的影响,对ZnS透明陶瓷的发展进行了总结和展望。     

热等静压技术在透明陶瓷研究中的应用进展

透明陶瓷具有与单晶材料相媲美的光学、力学和热学等性能，被广泛应用在透明装甲、红外窗口、高功率激光器、白光照明、医学诊疗等民用和军事领域。影响透明陶瓷光学透过率的主要因素是气孔，而热等静压（HIP）后处理是消除气孔，获得高质量透明陶瓷的有效办法之一。本文综述了近期利用热等静压技术研究透明陶瓷取得的成果和提出的一些机理，进而对热等静压技术开发透明陶瓷进行了讨论和展望。     

放电等离子烧结氮化铝透明陶瓷

利用放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)技术开展对氮化铝透明陶瓷的研究.分析了原料粉的特性,烧结工艺对烧结体的影响以及所制备的氮化铝透明陶瓷的显微结构.     

钇铝石榴石透明激光陶瓷的研究进展

透明钇铝石榴石(aluminum-yttrium garnet,YAG)陶瓷具有良好的化学稳定性和光学性能,是一种很有前途的单晶激光材料的替代物。同单晶相比,多晶YAG陶瓷具有许多优点,如：大尺寸材料易于制备,成本低适合大规模生产等。此外,因掺杂浓度高可得到较大的输出功率。对透明YAG激光陶瓷的光学特性以及制备工艺做了重点介绍,并对研究进展进行综合评述。最后,展望该领域的发展前景及今后的研究趋势。     

激光诱导透明陶瓷损伤研究进展

在激光诱导损伤的响应中,透明陶瓷既有与其他光学元件的相似性,也表现出损伤的特殊性因其具有晶界、微气孔等微结构缺陷。强激光对透明陶瓷诱导损伤的形貌、分析损伤的规律并揭示损伤的机理的工作被开展,这有利于完善激光陶瓷的制备工艺,对降低高能激光系统的运行成本和提高负载能力均具有现实意义。本文综述了透明陶瓷激光诱导损伤的探究方法、损伤的影响因素和提升损伤阈值的途径3方面内容,并结合其他类光学元件较为成熟的研究思路或典型的探究方法。探讨了激光诱导透明陶瓷损伤中的几个研究重点及解决对策,对于高损伤阈值透明陶瓷的研制以及在强激光系统中的合理应用具有重要的参考价值。     

高熵化透明陶瓷研究进展

透明陶瓷作为一种具有优异理化性能的结构功能一体化材料,多年来已在诸多领域替代传统透明材料进行使用,如固态照明、高功率固体激光器、高密度屏蔽窗口、光学元件及光电器件等,而近年来高熵陶瓷的研究为透明陶瓷的进一步发展提供新思路。透明陶瓷高熵化使其可利用高的构型熵来改善或提升其力、热、光学等性能,从而实现更多领域、更深层次的功能化应用。综述了作为高熵透明陶瓷潜在结构的几种陶瓷体系的结构、制备、性能和应用进展,详细介绍了当前透明陶瓷高熵化研究的现况,并对其未来的发展及应用进行展望。     

AION透明陶瓷研究进展

作为一种具有优异光学性能的透明陶瓷材料,单相AION陶瓷在可见光和红外光范围内都具有很好的透光性,再加之优良的热学和机械性能,愈来愈受到人们的广泛关注。本文简要的介绍了AION透明陶瓷的各项性能,回顾了其研究发展过程,介绍了其制备工艺和应用,并展望了今后的透明陶瓷的研究和发展。     

Y_2O_3透明陶瓷的研究进展

Y2O3透明陶瓷具有优异的光学和热学性能,是一种有较高应用价值的功能材料,现已成为单晶的可替代材料。介绍了Y2O3透明陶瓷的研究进展,阐述了Y2O3透明陶瓷的粉体合成、坯体成型、高温烧结和机械加工的制备工艺,并分析了成型时坯体开裂的原因。     

专利文摘

具有好的耐温性和在IR范围内可调节的变化透射率的透明有色玻璃陶瓷 本发明涉及具有好的耐温性和在IR范围内可调节的变化透射率的透明有色玻璃陶瓷。一种含h-石英混晶的有色透明玻璃陶瓷，     

AlON透明陶瓷研究进展

作为一种具有优异光学性能的透明陶瓷材料,单相AION陶瓷在可见光和红外光范围内都具有很好的透光性,再加之优良的热学和机械性能,愈来愈受到人们的广泛关注.本文简要的介绍了AION透明陶瓷的各项性能,回顾了其研究发展过程,介绍了其制备工艺和应用,并展望了今后的透明陶瓷的研究和发展.     

透明陶瓷的研究进展

综述了透明的陶瓷的优点,对影响陶瓷透明度的制备因素、本征因素进行了说明,并对本征因素进行了简要分析.分别介绍了氧化物透明陶瓷和非氧化物透明陶瓷的性质、应用以及研究现状,重点说明了激光陶瓷Nd:YAG和闪烁陶瓷的研究进展.此外,对透明陶瓷未来的发展趋势进行了展望.     

Y2O3透明陶瓷的研究进展

Y2O3透明陶瓷具有优异的光学和热学性能,是一种有较高应用价值的功能材料,现已成为单晶的可替代材料.介绍了Y2O3透明陶瓷的研究进展,阐述了Y2O3透明陶瓷的粉体合成、坯体成型、高温烧结和机械加工的制备工艺,并分析了成型时坯体开裂的原因.