透明陶瓷PPT

Jiang 等】【2采用高纯纳米氧化铝粉( ＞
常长大，最终可获得高强度和高致
99． 995%) ，0.2 wt% MgO( 以 硝酸镁形式加 入) 作为烧结助剂，SPS 烧结工艺为真空条件 下90 MPa 压力，在3min 内温度从室温升至 600 ℃，然后快速升温至1300 ～ 1700℃，保 温3 ～ 5 min。结果表明，1300 ℃ × 5 min 条 件SPS 烧结的试样达到完全致密化，晶粒尺寸 仅为0．5 ～ 1μm，在中红外区透光率可达85%， 而经1700 ℃ × 3 min 条件下SPS 烧结试样， 晶粒尺寸迅速增大至5μm 左右。Michael 等】 【3同样采用SPS 烧结制备了透明氧化铝陶瓷， 并研究SPS过程中添加剂种类及含量对 氧化铝 透光性的影响。研究发现使用Mg、Y、La 三元
性。
氧化钇透明陶瓷的制备
1.粉体的合成方法 固相化学反应法
将六水硝酸钇与乙 二酸按1 ∶2 (物质 的量比) 混 合,在 玛瑙研磨钵中研磨 分散后放入玛瑙球 磨罐中,用球磨机 球磨3 h 至反应完 全。产物经过滤、 干燥、热分解,制 得氧化钇纳米粉末
2.成型 双向压制是对单向压制
的改进,坯体的密度分布为 两边大中间小。采用这种
方式宜采用“一轻、二重、 慢提起”的加压方式,对操 作人员技术要求较高。即 开始加压时压力应小些,以 利于空气排出;然后短时间 内释放此力,使受压气体逸 出。初压时坯体松,空气易 排,可稍快加压;当用高压使 颗粒靠拢后,必须缓慢加压, 以免残余空气无法排出,在 释放压力后,空气膨胀,回弹 产生层裂。当坯体较厚或 粉料颗粒较细,流动性低时, 则宜减慢加压速度,延长保 压时间。为提高压力的均
陈希衡
透明陶瓷
一般陶瓷是不透明的，但是光 学陶瓷像玻璃一样透明，故称 透明陶瓷。一般陶瓷不透明的 原因是其内部存在有杂质和气 孔，前者能吸收光，后者令光 产生散射，所以就不透明了。 因此如果选用高纯原料，并通 过工艺手段排除气孔就可能获 得透明陶瓷。早期就是采用这 样的办法得到透明的氧化铝陶 瓷，后来陆续研究出如烧结白 刚玉、氧化镁、氧化铍、氧化 钇、氧化钇-二氧化锆等多种氧 化物系列透明陶瓷。近期又研
透百度文库陶瓷
透明陶瓷的 分类
透明陶瓷的制 备工艺
透明陶瓷的用 途
氧化铝透 明陶瓷是 最早投入 生产的透 明陶瓷材 料。这种 透明陶瓷 不仅能有 效透过可 见光和红 外线 ，而
且具有较 高的热导 率、较大 的高温强 度、良好 的热稳定 性和耐腐 蚀性。主 要应用于 高压钠灯 灯管、高
透明陶瓷的 分类
氧化物透明陶瓷是研究得 最早的一类透明陶瓷也是 研究较多的一类。因为非 氧化物透明陶瓷的制备比 氧化物透明陶瓷的制备要 困难一些，这是由于非氧 化物具有比较低的烧结活 性以及非氧化物中杂质含 量高，尤其是氧含量高。
3.高温烧结 热等静压集热压和等静 压的优点于一身,施加压 力高,并且使粉体受到各 向同性的压力,因而制备 出的陶瓷显微结构均匀, 产品致密化程度高,性能
一步,都必须精确调控,以制备出良好的透明陶瓷材料
透明氧化铝陶瓷的 制备
透明三氧化二钇陶瓷的 制备
方法一 放电等离子烧结（SPS） 透明氧化铝
透明氧化铝陶瓷的制备 陶瓷的SPS 烧结近几年也得到研究和探索。
方法二微波快速烧结 微波烧结是利
Dibyendu】【1以平均粒径为100 nm 的高纯氧
用材料在微波电磁场中的介电损耗
密度的透明陶瓷。Cheng 等 】 【4 研究发现微波烧 结氧化铝在加入百 分比为0．05% 氧化镁烧结助剂的 条件下烧结45 min 就可以得到密度 为3． 97 /cm3，平均粒径为40 μm 透明性能优异的氧化铝陶瓷。但是， 微波烧结有其本身的问题，如控温 准确度，温度场均匀性等，这往往 会产生氧化铝晶体晶粒尺寸的差别 非常大，从而影响材料质量的稳定
光衰减器、 光隔离器、 光开关等光 电器件，也
可制成
氮化铝陶 瓷透明陶
瓷
氮化铝陶 瓷具有高 热导率、 高电绝缘 性、高硬 度、低热 膨胀系数、 优良的光 学性能和 声波传播 性能、优 良的耐金 属侵蚀性 能，良好 的耐化学 腐蚀性能 等氮化铝 陶瓷的突
非氧化物透明陶瓷的研究是从20世纪8 0年代开始的。非氧化物透明陶瓷的制 备比氧化物透明陶瓷的制备要困难得 多，这是由于非氧化物透明陶瓷具有 较低的烧结活性、自身含有过多的杂 质元素(如氧等)，这些都成为制约非氧 化物透明陶瓷实现成功烧结并得到广 泛应用的主要因素。但经过各国研究 人员的共同努力和深人研究，现已经 成功地制备出了多种透明度很高的非
钇铝石榴 石透明陶
瓷
钇铝石榴 石化学式 Y3Al5O12， 是一种优 良的激光 基质。主 要应用于 医学和高 能物理领 域。提高 透明性和 光输出率 仍是研究 的关键技 术问题。
透明陶瓷的制备
透明陶瓷的制备过程包括制粉、成型、烧结及机械加工的过 程。为了达到陶瓷的透光性,必须具备以下条件〔4〕:(1)致 密度高;(2)晶界没有杂质及玻璃相,或晶界的光学性质与微晶 体之间差别很小;(3)晶粒较小而且均匀,其中没有空隙;(4)晶 体对入射光的选择吸收很小; (5)无光学各向异性,晶体的结构 最好是立方晶系;(6)表面光洁度高。因此,对制备过程中的每
化铝为原料，在不使用任何添加剂的情况下采
使陶瓷及其复合材料整体加热至烧
用SPS烧结，工艺条件为压力275 MPa，最高
结温度而实现致密化的快速烧结技
烧结温度1150℃，制备了平均晶粒尺寸为0． 3
术。微波烧结速度快、时间短，从
μm，硬度达到23 GPa 的透明氧化铝陶瓷。
而避免了烧结过程中陶瓷晶粒的异
氧化钇透明 陶瓷由于氧 化钇是立方 晶系晶体， 具有光学各 向同性的性 质，使得其 具有优越的 透光性能。 氧化钇透明 陶瓷在宽广 的频率范围 内，特别是 在红外区中， 具有很高的 透光率。由 于高的耐火 度，可用作 高温炉的观 察窗以及作 高温条件应 用的透镜。 此外，氧化
透明铁电陶 瓷PLZT电 光陶瓷是一 种典型的透 明铁电陶瓷， 是掺镧的锆 钛酸铅。这 种材料具有 较高的光透 过率和电光 效应，人工 极化后还具 有压电、光 学双折射等 特性。主要 用于制作光 调制器、