[发明专利]AlON透明陶瓷的低温制备方法

权利要求书

1.一种AlON透明陶瓷的低温制备方法，其特征在于，由如下步骤组成：

a. 以高纯AlON粉体为原料，加入无水乙醇制成浆料，在全方位行星式球磨机上以200~300r/min的转速进行球磨12-36h，对AlON粉体进行破碎改性，然后将球磨后的浆料烘干，过120目筛网，获得亚微米级单相AlON粉体；

b. 将在所述步骤a中所得的亚微米级单相AlON粉体和MgO烧结助剂进行混合，得到混合粉体，以无水乙醇为球磨介质，在行星式球磨机以100~250r/min的转速，继续球磨混合6~12h，然后将球磨后浆料烘干，过200目筛网，获得混合均匀粉体；添加的烧结助剂MgO的添加含量为在所述步骤a中得到亚微米级单相AlON粉体质量的0.4~0.8%；

c. 将在所述步骤b中所得的粉体，在600~700℃下进行煅烧除碳活化处理，在保温4-20h后，将粉体冷却至自然温度，然后将所得粉体在2~10MPa下进行干压成型，再在100~300MPa下进行冷等静压进一步成型致密化，得到AlON坯体；

d. 将在所述步骤c中所得的AlON坯体放入氮化硼坩埚，然后将坩埚放入流动的氮气气氛高温炉中，控制氮气流量为0.7~1.5L/min，进行分段无压烧结处理：

先升温至1600~1700℃进行保温1~4h；

再升温至1700~1800℃温度下保温12~24h；

最后随炉冷却至室温，即得烧结完成的AlON透明陶瓷。

2.根据权利要求1所述AlON透明陶瓷的低温制备方法，其特征在于，在所述步骤a中，作为原料的高纯AlON粉体由Al₂O₃/C混合体经碳热还原法合成，粉体纯度≥99%，中位粒径为56.3µm，比表面积（BET）为0.316 m²/g。

3.根据权利要求1所述AlON透明陶瓷的低温制备方法，其特征在于，在所述步骤a中，得到的亚微米级单相AlON粉体的中位粒径≤1µm，比表面积（BET）不低于10 m²/g。

4.根据权利要求1所述AlON透明陶瓷的低温制备方法，其特征在于，在所述步骤a中，得到的亚微米级单相AlON粉体的中位粒径为0.2~0.7µm。

5.根据权利要求1所述AlON透明陶瓷的低温制备方法，其特征在于，在所述步骤a中，所述无水乙醇纯度不低于分析纯的纯度，球磨球为直径3~5mm的Al₂O₃球，无水乙醇用量为AlON粉体质量的0.5~1.5倍，球料质量比为(10~15):1。

6.根据权利要求1所述AlON透明陶瓷的低温制备方法，其特征在于，在所述步骤b中，所述无水乙醇纯度不低于分析纯的纯度，球磨球为直径3~5mm的Al₂O₃球，无水乙醇用量为混合粉体质量的0.5~1.5倍，球料质量比为(10~15):1。

7.根据权利要求1所述AlON透明陶瓷的低温制备方法，其特征在于，在所述步骤c中，经等静压成型的AlON坯体相对密度为45~55%。

8.根据权利要求1所述AlON透明陶瓷的低温制备方法，其特征在于，在所述步骤d中，控制进行分段无压烧结处理的各阶段升温过程的升温速率分别为3~10℃/min。

9.根据权利要求1所述AlON透明陶瓷的低温制备方法，其特征在于，在所述步骤d中，将烧结完成的AlON透明陶瓷再经减薄、磨平、抛光处理，使陶瓷厚度为1~5mm，得到AlON透明陶瓷产品。