[发明专利]高透明LiAlON陶瓷的制备方法

说明书

本发明属于透明陶瓷材料技术领域，具体涉及一种高透明LiAlON陶瓷的制备方法，包括：以LiAlON粉体为原料，经预处理，得粉体M；取粉体M样品，经模压成型，再经冷等静压处理，得素坯N；取素坯N样品，置于氮气保护的烧结炉中，升温至1750℃～1850℃保温8h～24h，自然冷却后，得陶瓷P；取陶瓷P样品，盛于坩埚中，经热等静压处理，得陶瓷R，打磨抛光即得LiAlON透明陶瓷。该方法获得的LiAlON陶瓷具有高透明特点，在可见光波段最高可达80％～83％。该方法制备的LiAlON透明陶瓷，可应用于红外窗口、天线罩、透明装甲等领域。

技术领域

本发明属于透明陶瓷材料技术领域，具体涉及一种高透明LiAlON陶瓷的制备方法，特别是指一种在可见光波段(0.37μm～0.76μm)具有高透过率特征的LiAlON陶瓷的制备方法，。

背景技术

LiAlON透明陶瓷是一种尖晶石结构材料。最早的报道是在2006年，Clay等人(J.Eu.Ceram.Soc.,26(2006),1351–1362)采用LiAl₅O₈、AlN、Al₂O₃为原料，通过反应烧结/热等静压方法制备出透过率约为65％的LiAlON陶瓷，在近红外波段，如3.3μm处透过率达到65％，但是可见光波段(0.37μm～0.76μm)透过率不到50％。2011年，武汉理工大学的王皓等人(ZL 201110125526.9)采用自主合成的LiAlON粉体，经过无压烧结方法，获得了LiAlON透明陶瓷，透过率达到50％左右。2018年，Zhang等人(J.Eu.Ceram.Soc.,2018)采用反应烧结/热等静压方法，首次制备出可见光-红外波段高透明的LiAlON陶瓷，其光学、力学性能方面与蓝宝石、AlON、MgAlON材料较为接近。鉴于其优异的性能，LiAlON透明陶瓷可望应用于红外光学窗口、天线罩、轻质高强防弹装甲、大功率照明等方面，应用前景广阔。

关于LiAlON透明陶瓷的制备，如前述文献报道，主要有两种方法：(1)反应烧结/热等静压方法，主要特点是：采用LiAl₅O₈、AlN、Al₂O₃为原料，成型后直接反应烧结，再热等静压进一步致密化；(2)无压烧结方法，主要特点是：先合成LiAlON粉体，成型后经高温无压烧结实现致密化。就目前来看，在LiAlON透明陶瓷的制备方面，反应烧结法取得的进展较为显著，而无压烧结方法尚未取得明显突破，具体体现在后者制备的陶瓷光学透过率低，这也是限制材料应用的关键因素之一。通常来看，造成透明陶瓷透过率低的因素主要是：残余气孔、第二相等缺陷难以彻底排除，造成光散射，进而导致透过率降低。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是针对当前报道的无压烧结方法制备的LiAlON陶瓷可见光波段(0.37μm～0.76μm)光学透过率低(大约只有50％)，本发明拟通过无压烧结结合热等静压后处理方法，实现一种在可见光波段(0.37μm～0.76μm)具有高透过率特征的LiAlON陶瓷。

(二)技术方案

为解决现有技术问题，本发明提供一种高透明LiAlON陶瓷的制备方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：以LiAlON粉体为原料，经预处理，得粉体M；

步骤2：取粉体M样品，经模压成型，再经冷等静压处理，得素坯N；

步骤3：取素坯N样品，置于氮气保护的烧结炉中，升温至1750℃～1850℃保温8h～24h，自然冷却后，得陶瓷P；

步骤4：取陶瓷P样品，盛于坩埚中，经热等静压处理，得陶瓷R，打磨抛光后即得LiAlON透明陶瓷E。