[发明专利]一种Y2

说明书

本申请提供有一种Y₂O₃窗口材料的制备方法，包括：基于球磨制备的方法获得Y₂O₃复合粉体；将球磨制备的Y₂O₃复合粉体置于石墨模具内，在常温下使用2‑10MPa的压力预先冷压，获得一定的初始密度；将经过预先冷压的石墨模具置于真空热压炉内，2‑4h升温至800‑1300℃；保温30‑60min后，施加20‑70MPa的压力，并保压10‑120min；得到素坯，取出后将素坯表面石墨去除；将处理后的素坯置于BN坩埚内，并用包埋粉完全覆盖，再将BN坩埚置于高温烧结炉内，在惰性气体气氛下，1500‑1700℃下烧结10‑50h，获得陶瓷坯体；而后自然冷却，取出陶瓷坯体，打磨抛光后得到Y₂O₃透明陶瓷。

技术领域

本公开具体公开一种Y₂O₃窗口材料的制备方法。

背景技术

Y₂O₃窗口材料的热障温度可达400℃，远高于蓝宝石的100℃，是目前报道的唯一可在400℃高温下使用的光学窗口材料；其具备较低的声子能量使得由其制作的窗口在0.25μm-6μm波段都能达到80％左右的透过率，且在400℃高温下，其长波截止波长仍能保持在6μm以上。此外，对于波长5μm的红外光的透过率而言，Y₂O₃窗口材料的透过率仅从室温时的83％下降到400℃时的82％，而蓝宝石在400℃时对于波长5μm光的透过率则下降到48％；同时，纯相Y₂O₃在3-5μm的发射率在400℃时最低仅为～0.02，是相同条件下蓝宝石的1/10，因而是一种理想的可应用于高温环境的红外窗口材料。

但是，采用传统在室温条件下干压冷等成形的素坯，由于冷态下粉体流动性较差，制备的素坯不同位置的致密度难以保持一致，最终导致烧结制备后的样品的光学均匀性较差，且由于密度不均导致的烧结过程中收缩程度不一致还会导致样品开裂，亟待改进。同时传统高温热压烧结(1400℃以上)过程中，由于还原气氛存在，在高温高压的作用下， Y₂O₃粉体易于石墨模具发生反应，导致烧结的样品发黑，难于直接制备出透过率较高的样品。

发明内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请旨在提供一种相较于现有技术而言，能够有效抑制氧缺陷产生，并能够提升样品光学均匀性的 Y₂O₃窗口材料的制备方法。

一种Y₂O₃窗口材料的制备方法，包括以下步骤：制备Y₂O₃复合粉体并预处理：基于球磨制备的方法获得Y₂O₃复合粉体；将球磨制备的Y₂O₃复合粉体置于石墨模具内，在常温下使用2-10MPa的压力预先冷压，获得一定的初始密度；低温热压下制备素坯：将经过预先冷压的石墨模具置于真空热压炉内，2-4h升温至800-1300℃；保温30-60min后，施加 20-70MPa的压力，并保压10-120min；得到素坯，取出后将素坯表面石墨去除；高温烧结制备陶瓷坯体并得到Y₂O₃透明陶瓷：将处理后的素坯置于BN坩埚内，并用包埋粉完全覆盖，再将BN坩埚置于高温烧结炉内，在惰性气体气氛下，1500-1700℃下烧结10-50h，获得陶瓷坯体；而后自然冷却，取出陶瓷坯体，打磨抛光后得到Y₂O₃透明陶瓷。