[发明专利]一种凝胶注模成型制备YAG透明陶瓷的方法

权利要求书

1.一种凝胶注模成型制备YAG透明陶瓷的方法，其特征在于，采用Isobam作为分散剂和凝胶剂，采用催化剂来控制凝胶速率，具体包括如下步骤：

步骤一、按照Y₃Al₅O₁₂分子式的化学计量比称量Y₂O₃粉体、Al₂O₃粉体作为陶瓷粉体，并加入烧结助剂，得氧化物混合物；

步骤二、将所述氧化物混合物与磨球，溶剂组成预混液，混合球磨15~24小时，得混合浆料；

步骤三、将所述混合浆料置于烘箱中烘干后，马弗炉中煅烧，过筛100~200目作为凝胶注模成型的原料粉；

步骤四、Isobam溶液中加入原料粉和消泡剂，用搅拌器在恒温情况下搅拌；

步骤五、搅拌后浆料真空除气泡，加入催化剂，搅拌均匀，注入模具成型；所述的催化剂为齐格勒-纳塔催化剂体系、过硫酸铵-四甲基乙二胺催化体系和2，2-偶氮[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]盐酸盐中的一种或几种；

步骤六、凝胶固化所述素坯，干燥后排胶；

步骤七、将排胶后的素坯放置在钨丝真空烧结炉中，室温按10℃/分钟升温速率升温到200℃，并保温10分钟，200℃按20℃/分钟升温速率升温到1000℃并保温15分钟，1000℃按10℃/分钟升温速率升温到1300℃并保温2小时，1300℃按5℃/分钟升温速率升温到1780℃并保温8小时，然后以10℃/分钟降温速率降到室温，整个烧结过程中真空度保持在1×10^-2~1×10^-5Pa这个范围，取出烧结后的陶瓷再退火从室温开始按2℃/分钟升温速率升温到200℃，200℃按15℃/分钟升温速率升温到1200℃，1200℃按3℃/分钟升温速率升温到1400℃并保温12小时，然后从1400℃以10℃/分钟降温速率降到室温，双面镜面抛光后得YAG透明陶瓷。

2.根据权利要求1所述的一种凝胶注模成型制备YAG透明陶瓷的方法，其特征在于，步骤一中，所述的Al₂O₃粉体粒径为200~600nm，所述的Y₂O₃粉体粒径为0.5~6μm之间；所述烧结助剂包括MgO、SiO₂、CaO中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种凝胶注模成型制备YAG透明陶瓷的方法，其特征在于，步骤二中，所述的磨球是高纯的Al₂O₃磨球，溶剂是无水乙醇。

4. 根据权利要求1所述的一种凝胶注模成型制备YAG透明陶瓷的方法，其特征在于，步骤三中，所述的烘箱为50~60℃恒温烘箱，烘浆料时间24~48小时；所述煅烧的具体机制为：从室温升温到700~900℃，升温速率为2 ~3℃/分钟，保温6~8小时，然后降温到室温~100℃，降温速率为1~3℃/分钟。

5.根据权利要求1所述的一种凝胶注模成型制备YAG透明陶瓷的方法，其特征在于，步骤四中，所述的Isobam溶液为由Isobam04、Isobam104、Isobam600中的一种或几种粉体溶质充分溶解于去离子水中配制浓度为15~25%的溶液；所述的浆料用氨水调节pH值至8~11；所述的消泡剂包括低级醇类或有机极型化合物；所述的搅拌器以机电系统为动力，搅拌桨材料为聚四氟乙烯，转速400~600r/分钟，时间10~30分钟；所述恒温情况由恒温水浴保证，温度25~30℃。

6.根据权利要求1所述的一种凝胶注模成型制备YAG透明陶瓷的方法，其特征在于，步骤五中，所述催化剂的用量为陶瓷粉料的3~10wt%；所述模具其材料为聚四氟乙烯、玻璃、不锈钢。

7.根据权利要求1所述的一种凝胶注模成型制备YAG透明陶瓷的方法，其特征在于，步骤六中，所述凝胶固化具体为：在室温下自然凝胶固化，时间为3~6小时；所述干燥具体为：室温干燥2-6小时后，放入烘箱中由室温到50~60℃，升温速率为0.1~2℃/分钟，并保温2-6小时；所述排胶具体为：室温下以升温速率为0.5~2℃/分钟升温到450℃，450℃以升温速率为0.5~3℃/分钟升温到800~900℃，并在800~900℃保温2~6小时。