透明陶瓷材料(透明氧化铝)

一、透明陶瓷材料

透明陶瓷具有优良的热及机械性能，同时保持着良好的透光性，在激光、闪烁体、透明装甲、照明灯管等方面有着广泛的应用。开展了(半)透明氧化铝陶瓷、透明氧化钇、透明氧氮化铝及高折射率透明陶瓷材料的研究，取得了一定的成果。

各种透明陶瓷材料

•高强度气体放电灯用(半)透明氧化铝陶瓷灯管

(半)透明氧化铝陶瓷对可见光和红外光具有良好的透过性，同时也具有高温强度大、耐热性好、耐腐蚀性强及电阻率大等特点，可应用于高压钠灯、金属卤化物灯等高强度气体放电灯的放电管以及透红外窗口材料。

各种规格(半)透明氧化铝陶瓷灯管

•透明氧化钇(Y2O3)陶瓷

透明氧化钇(Y2O3)陶瓷在可见光至中红外（0.2~8μm）波段具有很高的透过率，具有熔点高、化学和光化学稳定性好的优点，能应用在红外发生器管等方面，同时可以作为高温炉的观测窗以及高温条件应用的透镜。

透明氧化钇陶瓷（φ60×1mm）及可见和红外波段透过率曲线

•透明氧氮化铝(AlON)陶瓷

透明氧氮化铝(AlON)陶瓷在可见光至中红外波段具有高的透过性能，同时兼有优异的物理、机械及化学性能。

透明AlON陶瓷（φ50×1mm）及中红外的透过率曲线

•高折射率铪酸钇(Y2Hf2O7)透明陶瓷

Y2Hf2O7透明陶瓷具有高的密度，高有效原子序数，高射线吸收能力和高的折射率，是较为理想的稀土掺杂基体材料，在光学摄影领域有潜在的应用前景。

铪酸钇(Y2Hf2O7)透明陶瓷及不同波长下的折射率曲线

二、高热导氮化铝(AlN)陶瓷材料

在陶瓷材料中，AlN具有异常高的导热性(比Al2O3高3~10倍，与BeO接近)、低的电导率、介电常数及介电损耗。另外，AlN的热膨胀系数远比BeO与Al2O3的低，与硅的热膨胀系数相近，及其电性能优良、机械性能好且无毒性等特性，被认为是最理想的基片材料，成为高密度、大功率和高速集成电路基板的封装的理想材料，在通讯、微电子等领域内应用前景十分广阔。

各种规格氮化铝基片

三、上转换发光材料

•透明陶瓷的上转换发光

透明陶瓷的上转换发光在诸如短波长全固化紧凑型上转换激光器、三维立体显示、生物分子荧光标记、光纤放大器、共聚焦显微镜双光子成像、防伪等领域具有潜在的应用前景。

稀土掺杂氧化钇透明陶瓷在980nm激光激发下发出蓝、绿、橙、红光•稀土掺杂NaYF4纳米晶的上转换发光

近年来，随着纳米颗粒制备技术的发展，上转换的研究迎来了新一轮热潮。NaYF4基质作为上转换发光效率最高的基质材料，受到了广泛关注。我们采用化学方法制备出来红绿蓝三色发光的NaYF4纳米颗粒，并对其进行了表面聚合物包裹、二氧化硅包裹及基团交换等修饰。

NaYF4纳米晶的上转换蓝光和绿光发射二氧化硅包覆NaYF4: Yb3+, Er3+纳米晶

四、纤维补强氧化物陶瓷基复合材料

碳纤维补强石英基复合材料的抗折强度达到740MPa（单向排列），比原来的600 MPa提高了23.3％。通过工艺参数的优化，材料体积密度可控制在1.95～2.04g/cm3范围内，热膨胀系数为0.69×10-6/℃，具有良好的抗机械冲击和热冲击性能。在石英纤维补强石英复合材料研究中，发现了常规工艺条件下方石英的无定形化现象，

即晶化的石英纤维在较低的温度于真空或还原性气氛下热处理能够转变为无定形态。

五、新型成型工艺研究

随着科学技术的发展，对高性能陶瓷的需求越来越广泛，各种新型成型工艺的研究越来越受到重视。

•凝胶注成型新型固化体系的探索研究

开发了基于亲核加成的新型凝胶注固化体系, 适于空气中操作，解决了常规凝胶注工艺的氧阻聚难题。

凝胶注成型制备的半透明氧化铝陶瓷（φ80×3mm3）•发泡法制备多孔氧化铝陶瓷

利用发泡剂在凝胶体系中直接发泡形成泡沫，获得具有泡沫结构的多孔陶瓷，制备了多孔氧化铝陶瓷。

不同相对密度的泡沫氧化铝陶瓷的显微结构

•强磁场辅助制备晶粒定向透明氧化铝陶瓷

利用氧化铝颗粒在强磁场条件下发生择优取向的原理，制备了晶粒定向排列的透明氧化铝陶瓷，具有更优异的光学透过性能。

（a）晶粒定向排列;（b）晶粒无序排列