[发明专利]用于干压大尺寸激光透明陶瓷生坯的粉体抚平装置

说明书

技术领域

本发明属于陶瓷成型技术领域，具体涉及一种大尺寸激光透明陶瓷干压成型过程中对粉体进行抚平所需的一种特别装置。

背景技术

1995年日本科学家Ikesue等(Ikesue，A.；Kinoshita，T.；Kamata，K.；Yoshida，K.Fabrication and optical properties of high-performance polycrystalline Nd：YAG ceramics for solid-state lasers.J.Am.Ceram.Soc.1995，78，1033–1040)采用固相反应法制备了散射损耗低达0.009cm^-1的Nd：YAG激光透明陶瓷，其折射率、热导率、硬度等物理特性的测量结果表明，Nd：YAG激光透明陶瓷与Nd：YAG单晶类似，同时研制了世界上第一台激光二极管泵浦的透明陶瓷激光器，其斜率效率达到28％。自此，激光透明陶瓷材料研究被得到广泛重视，日本、美国、法国、俄罗斯、新加坡、韩国以及中国纷纷开展激光透明陶瓷研究。制备出大尺寸的激光透明陶瓷是研制高能高功率激光器材料基础。

采用固相反应法制备激光透明陶瓷的工艺步骤一般包括：(1)按设计配方配料；(2)按设计转速和时间，用行星球磨机球磨原料；(3)出料、烘干、过筛；(4)通过不锈钢模具压片成型；(5)按设计烧结工艺程序真空高温烧结；(6)1400～1500℃空气中退火；(7)激光级精细抛光。这些步骤完成的好坏都会对最终的激光透明陶瓷质量产生影响，特别是当制备的激光透明陶瓷样品的大小从小尺寸Φ10mm向大尺寸Φ100mm过渡的时候，上述步骤中的第(4)步骤对最终激光透明陶瓷样品质量的影响会越来越大。在研制激光透明陶瓷初期，为了提高工作效率和节约成本，研究人员一般都是制备小尺寸样品，如直径为Φ10mm的圆片；当制备出的小尺寸样品的质量达到技术要求后，下一步的工作既是放量制备大尺寸样品，如直径为Φ100mm的圆片。在相同的工艺步骤条件下，制备的大尺寸样品内部往往会出现尺寸约为0.1～1mm的肉眼可见的宏观大气孔，严重恶化陶瓷样品质量。通过对比实验发现，制备的大尺寸样品内部含有宏观大气孔主要是因为在第(4)步骤中压制大样品时，很难通过简单的摇晃模具将陶瓷粉末在大尺寸模具中均匀铺平导致的。当粉体在模具中没有均匀铺平的条件下，粉体相对较多的地方会在加压时会先致密化，继而承受更多的压力，导致粉体相对较少的地方没有承受到足够的压力，此处的粉体的致密化程度就相对较低，如果情况非常严重的时候，在退模的时样品就会裂开，成型失败；更常见的情况就是，这些没有足够致密化的陶瓷生坯部位经过烧结后会遗留下较大的气孔，导致整块样品的质量达不到技术要求而无法使用。如果是制备直径为Φ10mm的小尺寸样品，通过摇晃模具，其中的粉体就能够大致的均匀铺平，所以不存在会遗留大气孔的问题。

发明内容

针对上述制备大尺寸激光透明陶瓷时出现的干压成型陶瓷生坯致密化程度不均匀的问题，特别是无法通过摇晃模具在大尺寸模具中使陶瓷粉体均匀铺平的问题，本发明提供了一种用于干压大尺寸激光透明陶瓷生坯的粉体抚平装置，能够简单快速实现陶瓷粉体在大尺寸模具中均匀平铺。

考虑到现有技术的上述问题，根据本发明公开的一个方面，本发明采用以下技术方案：

一种用于干压大尺寸激光透明陶瓷生坯的粉体抚平装置，它包括悬梁、把手、把手杆、抚平板、夹槽和胶圈，所述把手杆一端与所述把手连接，所述把手杆另一端与所述夹槽的一个面连接，所述把手杆穿过所述悬梁，所述胶圈位于所述悬梁两侧，所述抚平板通过插入方式固定在所述夹槽内。

为了更好地实现本发明，进一步的技术方案是：

根据本发明的一个实施方案，所述夹槽上设有与所述抚平板对应的凹槽。

本发明还可以是：

根据本发明的另一个实施方案，所述悬梁的长度为120～180mm，宽度为5～20mm，厚度为0.5～5mm。

根据本发明的另一个实施方案，所述悬梁的材质为不锈钢。

根据本发明的另一个实施方案，所述把手杆的高度为50～300mm。

根据本发明的另一个实施方案，所述把手杆的材质为不锈钢。

根据本发明的另一个实施方案，所述抚平板的厚度为0.1～1mm，宽度为10～50mm。

根据本发明的另一个实施方案，所述抚平板由透明PVC A4胶片制得。

与现有技术相比，本发明的有益效果之一是：