[发明专利]透明氮氧化铝(AlON)陶瓷的低温制备方法

权利要求书

1.一种透明氮氧化铝陶瓷的低温制备方法，其特征在于首先基于湿化学环境下的共沉淀方法制备碳酸铝铵/碳前驱体，然后通过碳热还原氮化反应合成氮氧化铝多晶粉体，再在惰性气氛下烧结制备透明氮氧化铝陶瓷。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的碳酸铝铵/炭前驱体的制备方法为：

a. 配制浓度1.5～4mol/L的碳酸铵（(NH₄)₂CO₃）溶液，加入碳酸铵中碳质量的2～4倍的硬脂酸，70～100℃搅拌至硬脂酸完全溶解，再按m_C/(m_C+m_Al2O3)= 5.3～6.2wt%比例加入碳源，搅拌得碳颗粒均匀分散的碳酸铵溶液,其中m_C为碳颗粒质量；m_Al2O3为碳酸铝铵分解后Al₂O₃的质量；

b. 将Al(NO₃)₃·9H₂O、聚乙二醇（PEG）和尿素按100：（8～12）：（10～20）的质量比溶于蒸馏水中搅拌配制成硝酸铝的浓度为0.2～1mol/L的溶液；

c. 在0～50℃，将步骤b所得硝酸铝溶液缓慢的滴加到步骤a所得碳酸铵溶液中，并控制碳酸铵和硝酸铝的物质的量之比为1：（2～3）；滴定结束后，调节溶液pH值在9～10；将沉淀抽滤，经水洗、乙醇洗涤、干燥，取出研磨过70～100目筛，得碳酸铝铵/碳前驱体。

3.根据权利要求1方法，其特征在于所述的氮氧化铝多晶粉体的合成方法为：

a. 在惰性气氛保护下，将碳酸铝铵/碳前驱体在400～800℃，保温0.5～2h，再在1200～1500℃下，保温0.5～2h，最终在1600～1750℃下保温2～8h，随炉冷却至室温后得到AlON粉体；将该AlON粉体在500～800℃空气中恒温6～12h进行脱碳处理，再研磨，过200目筛，得到亚微米级单相AlON陶瓷粉体。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的透明氮氧化铝陶瓷的烧结方法为：

a. 将亚微米级单相AlON陶瓷粉体、Y₂O₃、La₂O₃和MgO按100：0～0.08、0～0.02：0～0.8的质量比混合，以无水乙醇为球磨介质，按5:1的球料比放入Al₂O₃球磨子，球磨混合30min，粉体浆料烘干后再研磨过200目筛，最终得到平均粒度在1μm以下的AlON粉体；

b. 将步骤a所得粉体，先在5～20MPa下干压成型，再在100～300MPa下进行冷等静压；然后放入AlON粉体进行埋粉处理后，在流动惰性气氛中升温至1850～1950℃，保温4～24h；最后随炉冷却至室温，即得到烧结完成的AlON透明陶瓷。

5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述碳源为炭黑或纳米竹炭粉，其平均粒度分别为18nm和200nm。