[发明专利]一种大尺寸复杂形状高透过率锆酸镧钆透明陶瓷制备方法

说明书

本发明提供了一种基于Isobam凝胶体系的大尺寸复杂形状高透过率锆酸镧钆透明陶瓷制备方法。本发明方法包含以下主要步骤：粉体制备、浆料制备、素坯制备和陶瓷烧结。本发明还公开了三种由上述方法制备得到的大尺寸复杂形状高透过率锆酸镧钆透明陶瓷。本发明采用水基Isobam凝胶体系，该体系方法简单易操作，通用性高，环保无毒，无需纯相粉体的制备即可实现大尺寸、复杂形状、高透过率的锆酸镧钆透明陶瓷的工业化制备，满足高折射率光学镜头、红外窗口、闪烁体材料和综合屏蔽窗口领域等应用领域的要求。

技术领域

本发明属于陶瓷材料技术领域，涉及一种透明陶瓷材料的制备方法，具体涉及基于Isobam凝胶体系的大尺寸复杂形状高透过率锆酸镧钆透明陶瓷制备方法。

背景技术

透明陶瓷是一种利用陶瓷材料光学性质的新型陶瓷，除具有传统陶瓷耐腐蚀、耐高温、电绝缘好典型特性外，兼具玻璃的光学特性。与单晶相比，透明陶瓷制造成本低、易于大批量生产，可以制成尺寸较大、形状复杂的制品；而与玻璃相比，透明陶瓷具有强度和硬度高、光学透过范围大、导热性好、耐腐蚀、可以实现活性离子的高浓度均匀掺杂等特点。因此透明陶瓷广泛应用于光学材料(P.Hartmann,R.Jedamzik,S.Reichel,and B.Schreder,Appl.Opt.,AO 49,D157(2010).)、高能激光(J.Li,Y.Pan,Y.Zeng,W.Liu,B.Jiang,andJ.Guo,International Journal of Refractory Metals and Hard Materials 39,44(2013).、闪烁体(S.F.Wang,J.Zhang,D.W.Luo,F.Gu,D.Y.Tang,Z.L.Dong,G.E.B.Tan,W.X.Que,T.S.Zhang,S.Li,and L.B.Kong,Progress in Solid State Chemistry 41,20(2013).)、装甲窗口(J.A.Salem,J.Am.Ceram.Soc.96,281(2013).)等领域。

锆酸镧钆透明陶瓷是一种近年发明的一种新型陶瓷材料。与传统透明陶瓷材料(例如Al₂O₃、YAG、尖晶石、AlON等)相比，锆酸镧钆透明陶瓷具有较高的理论密度和高原子序数，表现出高的折射率(2.10)、宽的红外波段透过范围(截止波长8.0μm)，以及较强的X射线和γ射线停止能力等优异特性，在高折射率光学镜头、红外窗口、闪烁体材料和综合屏蔽窗口领域有着潜在应用(Z.Wang,G.Zhou,D.Jiang,and S.Wang,Journal of AdvancedCeramics 7,289(2018).)。因此，制备出满足上述领域潜在应用的大尺寸复杂形状高透过率锆酸镧钆透明陶瓷具有重大的实际意义。