[发明专利]一种用AlON粉体作为原料连接AlON陶瓷的方法

说明书

本发明涉及一种用AlON粉体作为原料连接AlON陶瓷的方法，属于透明陶瓷材料制备领域。一种用AlON粉体作为原料连接AlON陶瓷的方法，在AlON陶瓷块体间均匀设置中间层混合粉体后进行烧结，从而实现AlON陶瓷块体间的连接，所述混合粉体由AlON粉体和烧结助剂粉体组成，烧结条件为：在0.01MPa垂直于待连接平面的单向压力下以30℃/min的升温速度升至保温温度后进行保温，所述保温温度为制备待连接的AlON陶瓷块体的烧结温度±30℃，保温时间不大于制备待连接的AlON陶瓷块体的烧结保温时间。利用本发明所述方法所得连接件的强度高，且具有透光性。该方法操作简单，易于实现工业放大生产。

技术领域

本发明涉及一种用AlON粉体作为原料连接AlON陶瓷的方法，属于透明陶瓷材料制备领域。

背景技术

氮氧化铝(AlON)透明陶瓷的物理、化学性能稳定，在0.2～6.0μm波长范围内具有良好的透光能，同时其拥有良好的综合力学性能，是一种非常有潜力的结构—功能一体化陶瓷材料。

AlON透明陶瓷可无压烧结的技术特点使其在制备大尺寸及异型构件方面具有独特的优势。但是，受成型设备限制，构件尺寸放大也有一定的局限性，而且大尺寸及异型构件坯体在烧结过程中易变形，因此在烧结过程中容易导致构件开裂甚至损坏。

针对尺寸较小或具有简单形状的构件，可以采用连接技术实现大尺寸构件或复杂形状构件制备，可有效避免因坯体尺寸过大而引起的烧结过程变形及开裂问题，从而实现大尺寸构件及复杂形状异型构件制备。另外，由于小尺寸及简单形状构件加工相对容易，因此采用连接技术同时可解决大尺寸构件及复杂形状构件加工难的问题。

陶瓷连接技术是以陶瓷块体材料为母材，通过直接扩散或利用中间层实现母材连接。其中，直接扩散连接必须对母材待连接表面进行预先处理，在使二者平行的同时控制表面粗糙度，以保证表面充分接触，同时，由于陶瓷中物质扩散非常困难，扩散连接还必须在高温下对待连接件施以足够的外力以促进物质扩散，甚至还需要采用放电等离子体、电场等辅助手段来提高界面处的物质扩散能力，从而实现陶瓷直接扩散连接。因此，单纯通过母材间的物质扩散实现陶瓷连接不易实现、且应用具有很大的局限性。与直接扩散连接相比，利用中间层实现陶瓷连接相对较容易。一般来说，中间层的选取要充分考虑母材的制备工艺、母材及其晶界相的组成及性能，常采用玻璃、玻璃陶瓷及陶瓷等作为中间层，为保障连接后母材的性能，通常在低于母材烧结温度的条件下进行陶瓷连接。Hanqin Liang等利用Lu-Al-Si-O-N氧氮玻璃在1450℃连接的 AlON陶瓷，连接件抗弯强度为142.7MPa(HanqinLiang et al.The application of Lu-Al-Si-O-N oxynitride glass in transparentAlON ceramics joining,Ceramics International,2019,45:2591-2595)；Guang Wang等采用β-SiAlON/Y-Si-Al-O-N玻璃陶瓷作为中间层在1475℃连接的AlON陶瓷，抗弯强度为125MPa(Guang Wang et al. Joining of AlON ceramics by usingβ-SiAlON/Y-Si-Al-O-N glass-ceramic asinterlayer, Journal of Non-Crystalline Solids 503-504(2019)389-396)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用AlON粉体作为原料连接AlON陶瓷的方法。该方法具体为以添加了烧结助剂的AlON粉体作为中间层原料，在微小的单向压力作用下，采用与AlON透明陶瓷相近的工艺实现AlON透明陶瓷连接。

一种用AlON粉体作为原料连接AlON陶瓷的方法，所述方法为：在AlON陶瓷块体间均匀设置中间层混合粉体后进行烧结，从而实现AlON陶瓷块体间的连接，所述混合粉体由AlON粉体和烧结助剂粉体组成。