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1、第卷第期无机材料学报,,年月一一一文章编号微波低温烧结制备氮化铝透明陶瓷,,,卢斌赵桂洁彭虎曾小锋中南大学材料科学与工程学院,长沙,长沙隆泰科技有限公司长沙、,摘要微波烧结!是一种新型高效的烧结技术具有传统烧结技术无可比拟的优越性本文在不添加任何烧结助剂的前提下,采用高纯微米级氮化铝粉,在,的微波低温烧结工艺条件
2、下制备出透明度较高的透明陶瓷分析结果表明采,,用微波低温烧结工艺制备的透明陶瓷晶粒尺寸细小脚晶粒发育完善且分布均匀,晶界平直光滑且无第二相分布从而证明用微波烧结可以实现透明陶瓷的低温烧结关祖词微波烧结透明陶瓷制备中图分类号文献标识码引言陶瓷因具有低电导率、高热导率、较低的介电损耗等优良的综合性能而得到广泛地应用透明陶瓷是在原有优异性能的基础上同时具有在可见光或红外光区域的透光性,从而大大拓展了陶瓷的应用领域如果能实现制备透明陶瓷,它将取代许多原有性能欠佳或生产成本
3、过高的材料而成为红外窗口和激光的主导材料由于非氧化物的烧结活性较低,所以很难制备透明陶瓷传统烧结法制备陶瓷通常加入烧结,、、、、助剂一般为稀土化合物或碱土化合物如等来提高其烧结活性此外,极易发生水解,也是导致难获得透明陶瓷的原因之一为,,了实现样品最终具有较好的透光性无论采用何种方法都必须严格控制各步生产工序尽量减少引入杂质相的因素,避免因第二相所形成的散射中心降低透明陶瓷的透光性目前,国内外有关制备最透明陶瓷的报道不多早于世纪年代曾报道过透明陶瓷的制
4、备方法等人和周艳平等人报道了添加烧结助剂的热压刘军芳等人烧结法制备出透明陶瓷冈则采用未添加任何烧结助剂的放电等离子烧结技术制备出透明陶瓷采用微波烧结技术在较高烧结温度下上述各种制备,,制备得到透明陶瓷透明陶瓷的方法都有其优缺点其中不添加任何烧结助剂的微波烧结法被认为是一条获得透明陶瓷非常有前途的低成本化技术途径然而,受微波烧结设备的限制,通常很难获得较高的烧结温度,因此,有必要开展微波低温烧结工艺制备透明陶瓷的研究,收稿日期一一收到修改
5、稿期夺荃金项目湖南省自然科学基金,作者简介卢斌一,,男博士教授无机材料学报卷的低温烧结是一个相对概念,指的是将在低于的温度下进行烧结除,、了不受设备限制外还出于减少能耗降低成本以及实现与金属浆料的共烧等多种因素而考虑的一般认为,表层的氧是在高温下才开始向其晶格内部扩散的因此,低,温烧结可以延缓高温烧结时表层氧向晶格内部扩散增进后续热处理过程中的排氧效果,有利于制备出高热导率的陶瓷材料目前已报道的
6、低温烧结的文献中降周,均采用了各种烧结助剂,烧结时间也较长,一般在,本文在无任何添加助剂条件下采用低温微波烧结工艺制备出致密的透明陶瓷并研究了其组织结构的特点实验方法‘·沪试验所用原料为市售的粉成型尺寸为两种和功一,微波烧结试验在微波炉中进行微波源功率为、透明陶瓷样品制,,、备工艺流程如图所示微波烧结工艺烧结温度为保温时间为升温,,“速率为在气氛下进行烧结保温结束后随炉冷却至室温在整个微波烧,,结过程中每隔
7、记录一次数据包括温度、功率、状态等一在日本理学光衍射仪上对粉末和微波烧结样品进行相组成分析采用激光衍射粒度分析仪分析粉末的粒度及分布特性采用排水法测试微波烧结样品的密度精度为对微波烧结样品进行双面抛,一光至厚度在金相显微镜上进行金相组织观察在日本场发射扫描电子显微镜上对粉末形貌特征和微波烧结样品断口形貌特征进行观察·助叮曰口训!∀腼。认阳叮几云的叩
