A1ON透明陶瓷的制備與性能研究.pdf

1、尖晶石型氮氧化鋁(AlON)是Al<,2>O<,3>-AIN體系中的一類重要的單相、穩(wěn)定的固溶體陶瓷，由于它具有優(yōu)良的光學(xué)、力學(xué)和化學(xué)性能，因而成為頗具潛力的新型材料。本論文采用放電等離子燒結(jié)法(Spark Plasma Sintering，簡稱SPS)制備了AlON透明陶瓷。研究發(fā)現(xiàn)：α-Al<,2>O<,3>和AlN原料摩爾配比68:32時，能夠合成單相的AlON陶瓷，實驗條件為：燒結(jié)溫度為1700℃，軸向壓力為30MPa，升溫速率

2、為100℃/min，保溫時間10min，真空度優(yōu)于6Pa。 在其它條件相同時，將試樣分別保溫5min，10min，15min，20min，樣品相對致密度為98.01～99.3％。隨著保溫時間的延長，相對密度略有增加，保溫時間為10min獲得了最高的致密度，且硬度值達到最大值。保溫5min時樣品氣孔已經(jīng)很少，隨著保溫時間的延長，晶粒尺寸有所增大，晶粒生長的更為均勻，晶界更為平滑。 在其它條件相同時，將試樣分別以50℃/mi

3、n，100℃/min，150℃/min，200℃/min，不同升溫速率得到的樣品相對致密度為98.7～99.3％。隨著升溫速率的加快，相對密度略有增加，升溫速率為100℃/min時獲得了最高的致密度和硬度，繼續(xù)提高升溫速率，相對密度和硬度略有下降。隨著升溫速率的降低，晶粒尺寸有所增大，晶粒生長的更為均勻，晶界更為平滑，晶粒稍有長大，但變化不明顯。 在其它條件相同時，將試樣分別10MPa，20MPa，30MPa，40MPa，不同燒

4、結(jié)壓力得到的樣品相對致密度為98.1～99.3％。增大燒結(jié)壓力，相對密度逐漸增加，燒結(jié)壓力為30MPa時獲得了最高的致密度和硬度，繼續(xù)提高燒結(jié)壓力，相對密度和硬度略有下降。隨著燒結(jié)壓力的增大，晶粒尺寸有所增大，晶粒生長的更為均勻，晶界更為平滑。 在其它條件相同時，在N<,2>氣氛和真空條件下的燒結(jié)表明，N<,2>氣氛不利于晶粒的生長。 對透明陶瓷的透光機理及透光因素的研究表明影響透明陶瓷透光的因素主要有吸收、反射以及散射