透波莫來石材料的制備與研究.pdf

1、莫來石由于其優(yōu)異的介電性能和高溫環(huán)境中優(yōu)良的中紅外透過性能，能用作苛刻環(huán)境中的窗口材料。純莫來石紅外透波窗口為1-5μm，但由于Si-O截止波長為5μm，在接近5μm波段處不能滿足中紅外窗口(3-5μm)的使用要求，因此通過摻雜改性，拓寬其紅外窗口，具有重要的實際意義。要制備紅外光學性能優(yōu)良的莫來石陶瓷，高純、均勻、超細的莫來石粉末是關(guān)鍵。采用溶膠-凝膠(Sol-Gel)法制備莫來石粉末，不僅能滿足其高純、均勻的特性，且易于摻雜改性。

2、 以正硅酸乙酯(TEOS)、硝酸鋁為原料，采用溶膠-凝膠工藝，制備純莫來石前驅(qū)體，討論了PH值、硅溶膠和鋁溶膠的混合方式、分散劑及老化過程中物質(zhì)的濃度對生成高純、均勻、超細莫來石粉體的影響，結(jié)果表明：PH對莫來石化的溫度有較大的影響，PH越低，莫來石化的溫度越低，在PH=0.5的制備條件下，完全莫來石化溫度為1150℃，其形成過程為：1000℃下只有無定形SiO2，1100℃以上，為過渡態(tài)的Al-Si尖晶石及少量無定形SiO2，1

3、150℃以上，轉(zhuǎn)變成莫來石。其它的影響因素，如TEOS滴加到ANN中，不加分散劑以及老化過程物質(zhì)的濃度不變等都有利于低溫莫來石化。 以硝酸鋁、正硅酸乙酯、3-三氯鍺丙酸為原料，采用制備純莫來石的優(yōu)化工藝制備摻鍺莫來石，鍺的摻入量>5mol％，溶膠不均勻。改進工藝：ANN用無水乙醇做溶劑，提高了鍺的摻入量。鍺的摻入量≤20mol％，溶膠均勻，完全莫來石化的溫度為900℃；鍺的摻入量≥30mol％，溶膠渾濁，完全莫來石化的溫度為10

4、00℃。 采用放電等離子燒結(jié)(SPS)工藝，燒結(jié)Alfa莫來石粉，得到優(yōu)化的燒結(jié)條件為，燒結(jié)溫度：1500℃；升溫速率：100℃/min；保溫時間：5min；軸向壓力30MPa，真空燒結(jié)(真空度優(yōu)于6Pa)。采用此優(yōu)化的燒結(jié)工藝燒結(jié)溶膠-凝膠法制備的純莫來石和摻鍺莫來石。對純莫來石的SPS燒結(jié)研究表明：此優(yōu)化的燒結(jié)工藝適合純莫來石粉的燒結(jié)。制備的陶瓷塊體的中紅外透過率較Alfa陶瓷塊體的中紅外透過率有明顯的提高，最高為69％，且