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1、硅酸盐学报第38卷第8期Vol.38,No.82010年8月JOURNALOFTHECHINESECERAMICSOCIETYAugust,2010AlON透明陶瓷的制备与性能1,21,21,211111田庭燕戴杜洪兵戴姜华伟戴孙峰戴陈广乐戴张微戴吕科戴彭珍珍(1.北京中材人工晶体研究院有限公司,北京100018;2.北京光电材料及器件研发基地,北京101111)摘要:以碳热还原法制得的氮氧化铝(aluminumoxynitride,Al23O18N5,AlON)粉体为原料,Y2O3为烧结助剂,采用热压烧结
2、法在1850~1950℃和15~25MPa下制备了AlON透明陶瓷。通过X射线衍射、扫描电子显微镜和红外光谱仪分析了AlON陶瓷样品的相组成、显微形貌和红外透过率。3结果表明:所制备的AlON透明陶瓷样品未发现杂质相,且晶界处未见明显的玻璃相,晶粒间为直接结合。AlON陶瓷样品的体积密度为3.69g/cm,1/2约为其理论体积密度的99.5%,弯曲强度为304MPa,断裂韧性为2.14MPa·m;3mm厚透明陶瓷样品的红外透过率达81.3%。而气孔、晶界和第二相杂质等是影响AlON陶瓷透明度的主要因素。关键
3、词:氮氧化铝;热压烧结;透明陶瓷中图分类号:TQ174文献标志码:A文章编号:0454–5648(2010)08–1455–04PREPARATIONANDPROPERTIESOFAlONTRANSPARENTCERAMICS1,21,21,211111TIANTingyan,DUHongbing,JIANGHuawei,SUNFeng,CHENGuangle,ZHANGWei,LÜKe,PENGZhenzhen(1.BeijingSinomaSyntheticCrystalsCo.,Ltd,Beijing
4、100018;2.BeijingOptoelectronicMaterialsandDevicesR&DBase,Beijing101111,China)Abstract:Thetransparentaluminumoxynitride(Al23O18N5,AlON)ceramicswerepreparedbyhot-presssinteringinnitrogenatmos-phereat1850–1950℃and15–25MPa,usingcarbothermalreductionsynthesized
5、AlONpowderasrawmaterialandY2O3assinter-ingadditive.Thephasecomposition,morphologyandinfrared(IR)transmittanceoftheAlONsampleswereanalyzedbyX-raydif-fraction,scanningelectronmicroscopeandFouriertransforminfraredspectroscopy.Theresultsshowthattherearenoimpur
6、ityphaseinAlONceramicsamples,andnoobviousglassphaseatthegrainboundaryofcrystalgrainssincethecrystalgrainsarebounddi-3rectly.ThedensityofAlONis3.69g/cm,about99.5%ofitstheoreticaldensity.Thebendingstrengthandthefracturetoughnessof1/2AlONceramicare304MPaand2.
7、14MPa·m,respectively.TheIRtransmittanceofthetransparentceramicsamplewith3mminthicknessis81.3%.Thepores,grainboundariesandsecondphaseinAlONceramicarethemainfactorsinfluencingthetransmittanceofAlONceramics.Keywords:aluminumoxynitride;hot-presssintering;trans
8、parentceramics上世纪80年代,美国Raytheon公司在军方资AlON透明陶瓷的制备方法主要有:热压烧[4][5][6–8]助下对新一代透明陶瓷氮氧化铝(Al23O15N5,AlON)结、真空烧结、常压烧结以及各种气氛烧结[9]进行了深入研究。2002年,Raytheon公司将制备和微波烧结法等。AlON很难烧结达到完全致密,AlON透明陶瓷的全套技术转让给Surmet公司,开需加入一定烧结助剂通过