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氧化鋁透明陶瓷的制備技術

粉末原料

制備氧化鋁透明陶瓷對原始粉末的要求極高,需要滿足純度、粒度、晶型三個方面的要求。純度須高于99.9%,粒度一般為亞微米級(0.1μm~1μm)甚至納米級,晶型為α相。目前通常采用碳酸鋁銨或硫酸鋁銨熱解法制備這類α-Al2O3粉末。

2 燒結助劑

為了實現氧化鋁陶瓷的高度致密化,一般需要加入微量的燒結助劑。MgO是最為經典的制備氧化鋁透明陶瓷的燒結助劑,高純Al2O3燒結過程中加入少量MgO(加入量為0.05~0.25wt%)可有效抑制晶粒過分長大。

關于MgO在抑制Al2O3晶粒異常生長的作用機理,目前尚未達成共識,有關解釋主要包括如下三種:


 a 晶界上溶質偏析,通過溶質拖拽機制抑制晶粒的不連續生長(“雜質—偏析”理論)。

b 晶界上第二相釘扎抑制晶粒的不連續生長(“第二相釘扎”理論)。

c 通過缺陷結構的改變提升與晶粒生長速率相關的燒結速率(“固溶”理論)。


此外,還可使用Y2O3、La2O3、TiO2、MnO、CaO等,也可將這些氧化物與MgO進行多元共滲,多元助燒劑共滲有利于透明度的提高。



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