[发明专利]氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷的凝固制备方法

摘要

一种氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷的凝固制备方法，基于激光悬浮区熔定向凝固设备制备氧化物陶瓷材料，利用激光悬浮区熔设备的加热能力、相对移动能力与液态金属淬火相结合，能够快速冷却熔体，在大凝固速率范围内获得纳米共晶/非晶。本发明基于激光悬浮区熔定向凝固方法的熔体落滴液态金属淬火法，在离开激光辐照的瞬间即坠入液态金属中淬火，能够到达超高的冷速，其冷却速率分布跨越至少4个数量级(10‑106μm/s)，并且凝固组织丰富，使制备氧化物纳米共晶/非晶陶瓷易于实现。

主权项

一种氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷的凝固制备方法，其特征在于，具体过程是：步骤1，氧化铝基三元体系共晶成分粉末的制备；步骤2，预制体的制备；步骤3，预制体熔化；将得到的预制体固定在激光悬浮区熔装置中，并使该预制体上端固定，下端无约束；打开抽真空机构将真空室的真空度降至10‑2Pa；将真空室充N2至常压；将激光光斑尺寸设定为4mm～6mm，启动激光器，将激光调至对齐于样品底端，将激光功率先设定为300W～400W，以50W/10s的速率将该激光功率升至350W～450W并保持5s；继续以50W/10s的速率将该激光功率升至400W～600W并保持该功率，使所述预制体熔化，得到Al2O3‑Er2O3‑ZrO2三元体系的陶瓷熔体；步骤4，氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷的制备；打开激光悬浮区熔装置的抽拉机构，将抽拉速率设定为100μm/s～400μm/s；待所述Al2O3‑Er2O3‑ZrO2三元体系的陶瓷熔体的体积增大到表面张力小于重力时，得到的Al2O3‑Er2O3‑ZrO2三元体系的陶瓷熔体下落至位于激光悬浮区熔装置中的液态镓铟锡合金中淬火，得到氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷。