專利名稱：亞微米高純透明氧化鋁陶瓷材料的制備方法
技術領域：
亞微米高純透明氧化鋁陶瓷材料的制備方法涉及透明氧化鋁陶瓷材料制備技術領域。
本發(fā)明的特征在于它依次含有如下的步驟(1)干壓加冷等靜壓的成型工藝把α-Al2O3粉末成型，其坯體密度大約為陶瓷密度的50％～55％；(2)然后對這些坯體使用無壓預燒結無壓預燒結的溫度為(1200～1350)℃，時間為(30～480)分鐘；(3)把預燒結后的坯體置入熱等靜壓爐中進行后處理，處理溫度為(1150～1350)℃，壓力為(140～190)MPa，保溫保壓的時間為(30～60)分鐘，用Ar氣作保護氣，得到的陶瓷體相對密度大于99.9％；(4)對燒結出的陶瓷體進行平面磨制和拋光處理。
在步驟(1)中，干壓是軸向單向加壓方式，壓力為50MPa，壓成的素坯經(jīng)真空包裝后，在200MPa下冷等靜壓。
使用證明它達到了預期目的。
圖2.實施例2所得樣品的透光率與波長關系曲線。
圖3.實施例3所得樣品的透光率與波長關系曲線。
圖4.亞微米高純透明氧化鋁陶瓷1mm片實物照片。圖中背底的英文依次為亞微米(Submicron)、高純(High Purity)、氧化鋁(Alumina)、陶瓷(Ceramics)。
所得到的陶瓷體相對密度為99.9％，平均晶粒尺寸為0.68μm。其透射比測試的結果如

圖1所示在可見光區(qū)(380nm～760nm)透射比可以達到70％，而在紅外光區(qū)(＞760nm)則可以達到80％，同時，在紫外光區(qū)(＜380nm)，材料的透視比呈現(xiàn)直線下降的趨勢，具有一定的選擇透過性。
實施例2采用50MPa干壓加200MPa冷等靜壓的工藝將原料粉末成型；然后將成型坯體在1250℃下無壓預燒結90分鐘；將預燒后的坯體置入熱等靜壓爐中在Ar氣氣氛下進行后處理，溫度為1200℃，壓力為140Mpa，保溫保壓的時間為40分鐘；最后用平面磨床和金剛石研磨膏對陶瓷表面進行磨制和拋光。
所得到的陶瓷體相對密度為99.95％，平均晶粒尺寸為0.63μm。其透射比測試的結果如圖2所示在可見光區(qū)(380nm～760nm)透射比可以達到75％，而在紅外光區(qū)(＞760nm)則可以達到85％以上，同樣的，在紫外光區(qū)(＜380nm)，材料的透視比呈現(xiàn)直線下降的趨勢，具有選擇透過性。
實施例3采用50MPa干壓加200MPa冷等靜壓的工藝將原料粉末成型；然后將成型坯體在1350℃下無壓預燒結30分鐘；將預燒后的坯體置入熱等靜壓爐中在Ar氣氣氛下進行后處理，溫度為1350℃，壓力為140Mpa，保溫保壓的時間為40分鐘；最后用平面磨床和金剛石研磨膏對陶瓷表面進行磨制和拋光。
所得到的陶瓷體相對密度為99.95％，平均晶粒尺寸為1μm。其透射比測試的結果如圖3所示在可見光區(qū)(380nm～760nm)透射比可以達到50％，而在紅外光區(qū)(＞760nm)則可以達到80％以上，由于晶粒尺寸較大的原因，該種工藝制備的樣品透光性能要低于前兩種例子。
圖4是按1、2兩個實施例方案得到的亞微米高純透明氧化鋁陶瓷制作成1mm片后的實物照片。上面二個為實施例1的，下面二個為實施例2的同時，用本發(fā)明所闡述的工藝得到的陶瓷還具有良好的機械性能，其抗彎強度大于630MPa，維氏硬度大于17GPa，都要高于傳統(tǒng)的大晶粒透明氧化鋁陶瓷。
本發(fā)明的亞微米高純透明氧化鋁陶瓷材料與傳統(tǒng)的透明氧化鋁陶瓷相比，最大的特點在于其晶粒尺寸小于1μm，因此稱為亞微米氧化鋁陶瓷。它同時也因此具有了較高的透光性能和機械性能，如強度、硬度、和表面耐磨性能。適合于制造高壓鈉燈管、高溫爐觀察窗以及用作裝飾材料等。
權利要求
1.亞微米高純透明氧化鋁陶瓷材料的制備方法含有加壓、燒結、平面磨制、拋光的步驟，其特征在于它依次含有如下的步驟(1)用干壓加冷等靜壓的成型工藝把α-Al2O3粉末成型，其坯體密度大約為陶瓷密度的50％～55％；(2)然后對這些坯體使用無壓預燒結無壓預燒結的溫度為(1200～1350)℃，時間為(30～480)分鐘；(3)把預燒結后的坯體置入熱等靜壓爐中進行后處理，處理溫度為(1150～1350)℃，壓力為(140～190)MPa，保溫保壓的時間為(30～60)分鐘，用Ar氣作保護氣，得到的陶瓷體相對密度大于99.9％；(4)對燒結出的陶瓷體進行平面磨制和拋光處理。
2.根據(jù)權利要求1所述的亞微米高純透明氧化鋁陶瓷材料的制備方法，其特征在于在步驟(1)中，干壓是軸向單向加壓方式，壓力為50MPa，壓成的素坯經(jīng)真空包裝后，在200MPa下冷等靜壓。
全文摘要
亞微米高純透明氧化鋁陶瓷材料的制備方法屬于透明氧化鋁陶瓷材料制備技術領域。其特征在于它依次含有如下的步驟:用干壓加冷等靜壓的成型工藝把α－Al
文檔編號C04B35/10GK1389428SQ02123648
公開日2003年1月8日 申請日期2002年7月5日 優(yōu)先權日2002年7月5日
發(fā)明者司文捷, 劉大鵬, 苗赫濯 申請人:清華大學