[发明专利]一种透明隐身材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种透明隐身材料的制备方法，其包括如下步骤：S1、将氟化锂和金属氧化物添加到二氧化锆中，球磨至平均粒径不超过1μm，得到混合粉末；S2、将所述混合粉末压实，在激光的辐照下进行反应烧结，得到所述透明隐身材料。本发明采用激光催化烧结氧化锆基透明陶瓷，利用材料自身的烧结活性吸收激光输入能量，催化反应过程，在激光催化的高热环境下进行烧结合成样品，不仅烧结样品致密、透射率高，而且制备方法简单、省时、省料、清洁无污染，亦可大规模工业化生产。

技术领域

本发明属于激光加工技术与透明陶瓷材料开发领域，具体涉及一种激光催化烧结透明隐身材料及方法。

背景技术

陶瓷材料因其内部存在有吸收光的杂质和产生光散射的气孔，很难像玻璃一样透明，但如果选用合适的高纯原料，并通过工艺手段去除气孔就能获得透明陶瓷，如氧化物透明陶瓷，不仅具有可见光或近红外区域的高透射率，而且机械强度、硬度高、耐高温、电绝缘性和化学稳定型好。透明陶瓷的用途十分广泛，在机械工业上可以用来制造高硬度、耐高温、耐腐蚀零件，在化学工业上可以用作高温耐腐蚀材料代替不锈钢等，在国防军事上，透明陶瓷优势一种很好的透明隐身材料。LiAlON和MgAlON是近年来发展比较迅速的透明陶瓷，他们的制备一般有两种方法，一是反应烧结法，即直接将反应原料混合后通过反应烧结获得相应透明陶瓷，这种方法过程较为复杂，容易产生第二相，再加上反应过程还伴有体积膨胀产生二次气孔的问题，严重影响陶瓷的透明性；二是两步法，即先合成陶瓷粉体，再通过烧结获得透明陶瓷，这种方法虽然在一定程度上提高了陶瓷的性能，但过程更为复杂。这两种方法都涉及到固相反应过程，由于采用的AlN原料市场价格昂过，提高了制备成本。因此开发新型的透明陶瓷材料以及发展低成本高效的制备方法十分必要。氧化锆透明陶瓷尽管已经研究了很多年，但在材料的性能创新以及材料工艺开发方面仍缺乏一种价格低廉、高效、适合大规模工业应用的制备方法以及相应的高质量透明陶瓷制品。

发明内容

本发明的目的在于提出一种透明隐身材料的制备方法，以解决现有技术中所存在的上述问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种透明隐身材料的制备方法，其包括如下步骤：

S1、将氟化锂和金属氧化物添加到二氧化锆中，球磨至平均粒径不超过1μm，得到混合粉末；

S2、将所述混合粉末压实，在激光的辐照下进行反应烧结，得到所述透明隐身材料。

作为优选方案，所述混合粉末的粒径为10nm～1μm。

作为优选方案，所述氟化锂的加入量为总重量的0～10％，所述金属氧化物的加入量按摩尔比不超过所有元素总摩尔数的50％。

作为优选方案，所述金属氧化物包括钇氧化物、镥氧化物、镱氧化物、镝氧化物、铌氧化物、镁氧化物和铝氧化物中的至少一种。

作为优选方案，所述球磨过程中，是以氧化锆球为磨球，以无水乙醇、丙酮或去离子水为媒质，球磨转速不低于400rpm，球磨时间不少于12h。

作为优选方案，步骤S2中还包括将混合粉末造粒的步骤，具体为：

在所述混合粉末中分三次加入粘结剂溶液，研磨后过100～500目筛，得到粒料；

将所述粒料进行压实，在500℃下排粘后，研磨粉碎，备用。

作为优选方案，所述压实采用的压力为10MPa。

作为优选方案，所述激光的功率为50～1200W。

本发明的实现原理为：

由于原料具有适当的催化活性，激光将能量传递给原料，通过级联反应催化反应过程，发生化学反应，从而烧结样品。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：