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    公司動態

    透明陶瓷的簡介流程

    來源:8090sy.cn         發布時間:2020-04-23
    1.透明陶瓷的概念
    所謂透明陶瓷就是能透過光線的陶瓷。通常陶瓷是不透明的,其原因是陶瓷材料內部含有法人微氣孔等缺陷對光纖產生折射和散射作用,使得光線幾乎無法透過陶瓷體。1959年通過電氣公司首次提出了一些陶瓷具有可透光性,隨后1962年R.L.Coble首次制備了被透明的A1203陶瓷證實了這一點,同時也為陶瓷材料開辟了新的應用領域。
    2. 透明陶瓷的特點
    透明陶瓷不僅有良好發熱透明性光學特性,同時又保持結構陶瓷的高強度、耐腐蝕、耐高溫、電絕緣好、熱導率高級良好的介電性能,因此在新型照明技術、高溫高壓及腐蝕環境下的觀測窗口、紅外探測用窗、導彈用防護整流罩、軍事用透明裝甲等領域得到愈來愈多的應用。此外,與單晶相比,透明陶瓷制造成本低,易于大批量生產,可以職稱尺寸較大,形狀復雜的制品;而與玻璃相比,透明陶瓷具有強度還讓硬度高,光學透過范圍大、導熱性好、耐腐蝕、可以實現活性離子的高濃度均勻摻雜等特點,所以對于許多特殊要求的光學零部件及激光材料,透明陶瓷具有無可比擬的優勢。


    二、陶瓷如何做到透明
    1.影響陶瓷透明的因素

    氣孔率  晶界結構  表面光潔度  晶粒尺寸  晶體結構  雜志

    2.如何將陶瓷做的透明
    想讓陶瓷透明,必須從以下幾個方面進行改善;
    完全消除氣孔或使氣孔率趨于0;  通過研磨拋光提高表面光潔度;  減小雜志;  選用各項同性的立方集體系材料;  讓晶界結構盡可能薄,潔凈無雜質物和氣孔;  讓晶粒尺寸與入射光波長相差較大;  選擇立方等軸晶細的陶瓷;


    三、透明陶瓷的種類

    1.氧化鋁透明陶瓷

    透明氧化鋁陶瓷最早是由美國GE公司的Coble博士發明的,其商品名稱為LucaloxTM,0.75mm厚的Lucalox薄片于可見光譜區的總透光率達90%。

    目前,透明氧化鋁陶瓷除了用于高壓鈉燈,現在已用在新型照明的金屬鹵化物燈中作為發光管。此外作為生物陶瓷用作牙齒矯正中的陶瓷托槽。老师太粗不行坐不下去制備氧化鋁陶瓷的關鍵是消除殘余氣孔。如前所述,氣孔與透明陶瓷的折射率相差最大,所以氣孔的數量和大小對散射損失的影響最大。

    2. 氧化鎂透明陶瓷

    氧化鎂透明陶瓷屬立方晶系,晶格常數為0.42nm,折射率為1.736,光學性能具有各向同性,其透光性比Al2O3陶瓷好,加之其熔點高達2800℃和耐堿性好,可用于制作高溫爐窗口,紅外探測器罩和高耐堿性的坩堝與反應容器等。

    MgO高溫缺氧氣氛下易蒸發或升華損失。因此,透明MgO陶瓷制備常采用熱壓燒結或熱等靜壓燒結。此外,在MgO粉料中添加少量的LiF、NaF等燒結助劑,以便形成液相促進致密化燒結而成為透明體。

    3. 氧化釔透明陶瓷

    20世界60年代報道了采用熱壓燒結制備Y2O3透明陶瓷,熱壓燒結可不使用添加劑,也可使用LiF作為添加劑。在真空下施加69~83MPa的壓力,1000℃左右燒結48h,可得到Y2O3透明陶瓷。燒結助劑在透明Y2O3陶瓷制備中是非常重要的,這些添加劑包括LiF、Nd2O5、Yb2O3、ThO2、Er2O3、La2O3等。

    4. 鎂鋁尖晶石透明陶瓷

    鎂鋁尖晶石(MgAl2O4)屬于立方晶系,具有光學各向同性的特性,因此這種材料可以具有比六方晶系Al2O3更高的透明度;對于可見光、紫外光和紅外光均具有良好的透過率。

    常用的工藝一般是在尖晶石粉末中引入0.5-1.5wt%LiF作為助燒劑,于1400-1500℃進行熱壓或在1500-1700℃真空燒結,然后再于1800-1900℃范圍,200MPa壓力下進行熱等靜壓燒結。促進MgAl2O4透明陶瓷燒結和致密化的添加劑有LiF,CaCO3+LiF,CaO,B2O3,AlCl3,AlF3,Na3AlF6。

    5. 釔鋁石榴石激光透明陶瓷

    自80年代中期,人們開始重點關注和研究釔鋁石榴石(YAG)摻Nd3+、Yb3+、Ln3+、Er3+、Tm3+等稀土離子的激光透明陶瓷材料與器件。?1990年SekitaM(SekitaM. ,1990)采用均相共沉淀法,以尿素作為沉淀劑制備出Nd3+:YAG粉末,用冷等靜壓成型和真空燒結工藝制得不同摻Nd3+量的YAG陶瓷。1995年,日本科學家I Kesue等(I KesueA,1995)在透明激光陶瓷工藝品這一領域取得重要突破。

    6. 氮化鋁透明陶瓷

    氮化鋁透明陶瓷不僅具有AlN陶瓷自身的優點,如高熱導率、低介電 常數、高絕緣性等,而且還具有良好透明性,使其在紅外導流罩以及窗口材料等領域有著廣泛的應用前景。

    為了達到高致密度一般需加入稀土金屬氧化物或堿土金屬氧化物作為燒結助劑,通過產生少量液相促進燒結,常用的有效的添加劑有CaO,Ca3Al2O6,CaF2,Y2O3,La2O3、CaC2、 Ca(NO3)2或3CaO·2A12O3等。此外,起始AlN粉料必須具備高純度,尤其是Si、Mg、Fe的雜質含量均應低于200ppm,且氧含量要嚴格控制。

    7. 塞隆透明陶瓷

    近10年來,Mandal(H.Mandal, 1999)制備出具有等軸晶粒,厚度為1mm的α-SiAlON透明陶瓷試樣,為了改善α-SiAlON透明陶瓷的力學性能,提高材料的斷裂韌性和抗彎強度,(α+β)-SiAlON透明陶瓷近幾年也得到重視。