[发明专利]一种宽光学透过域的高镁含量MgAlON透明陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.MgAlON透明陶瓷的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)MgAlON透明陶瓷粉体的制备：以Al_(8+a)/3O_4-aN_a，0.25≤a≤0.4、Mg_1-bAl_2(1+b/3)O₄，0≤b≤0.2和MgO粉末为原料按摩尔百分比为：Al_(8+a)/3O_4-aN_a粉末6.25～41.46mol％、Mg_1-bAl_2(1+b/3)O₄粉末29.27～93.75mol％、MgO粉末0～29.27mol％进行称量混合，且各组分百分含量之和为100％，并采用场致快速法合成Mg_xAl_(64-2x+y)/3□_(8-x-y)/3O_32-yN_y透明陶瓷粉体，其中6≤x≤7.5，0.2≤y≤1.7、且x+y8、□为阳离子空位数，然后将透明陶瓷粉体进一步球磨得到细化的陶瓷粉体，所述的场致快速合成温度为1600～1750℃，反应时间为8～20min；

2)MgAlON透明陶瓷素坯的制备：将步骤1)的MgAlON透明陶瓷粉体通过轴向加压结合冷等静压成型，得到MgAlON透明陶瓷素坯；

3)MgAlON透明陶瓷预烧体的制备：将步骤2)的MgAlON透明陶瓷素坯进行无压预烧，得到气孔封闭，相对致密度在95％以上的陶瓷预烧体，无压预烧处理的预烧温度为1600℃～1875℃，保温时间为1～5h；

4)宽光学透过域MgAlON透明陶瓷的制备：将步骤3)中所得气孔封闭的MgAlON透明陶瓷预烧体进行热等静压烧结，获得宽光学透过域MgAlON透明陶瓷，热等静压烧结温度为1800～1880℃，压力为100～200MPa，保温时间为1～8h，

所述的MgAlON透明陶瓷为单相尖晶石型结构，结构式为Mg_xAl_(64-2x+y)/3□_(8-x-y)/3O_32-yN_y，其中6≤x≤7.5，0.2≤y≤1.7、且x+y8、□为阳离子空位数，2mm厚样品的光学透过范围为0.2～6.7μm，中红外透过范围介于c面蓝宝石和MgAl₂O₄透明陶瓷之间。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中，将Al_(8+a)/3O_4-aN_a，0.25≤a≤0.4、Mg_1-bAl_2(1+b/3)O₄，0≤b≤0.2和MgO粉末放入混料瓶中，按球料比为4：1加入氧化铝球，料为混合粉料，加入无水乙醇，滚筒球磨24～30h配制料浆，然后将得到的料浆充分干燥，得到粉末混合物，将粉末混合物过100目筛后使用；

步骤(3)的无压预烧气氛为高纯氮气；

步骤(3)中的无压预烧处理的升温速率为1～10℃/min；

步骤(4)的热等静压处理气氛为高纯氩气。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的Al_(8+a)/3O_4-aN_a，0.25≤a≤0.4，由Al₂O₃、AlN按结构式Al_(8+a)/3O_4-aN_a中的化学计量比取样，即摩尔比为(4-a)/3：a场致快速合成得到，合成温度为1800-1825℃；

所述的Mg_1-bAl_2(1+b/3)O₄，0≤b≤0.2，由MgO、Al₂O₃按结构式Mg_1-bAl_2(1+b/3)O₄中的化学计量比取样，即摩尔比为：(1-b):(1+b/3)场致快速合成得到，合成温度为1300-1500℃。