透明陶瓷
新型建筑材料透明陶瓷的革命

新型建筑材料透明陶瓷的革命近年来,建筑行业迎来了一场革新性的变革,以往常见的建筑材料被一种新型材料所替代,这就是透明陶瓷。
透明陶瓷是一种具有特殊物理和化学性质的材料,其独特的透明度和耐候性使其成为建筑领域的一项重要突破。
透明陶瓷在建筑领域的应用可以追溯到20世纪初,然而,直到最近这种材料才真正开始受到广泛的关注。
相比传统的建筑材料,透明陶瓷具有许多优势。
首先,透明陶瓷的透明度极高,能够使光线更好地穿透建筑物,提供更加明亮和舒适的室内环境。
其次,透明陶瓷具有良好的隔热性能,能够有效地减少室内的能耗,降低空调和供暖的使用频率。
此外,透明陶瓷还具有很高的强度和耐候性,能够抵御自然灾害和外界环境对建筑物的侵蚀。
透明陶瓷在建筑设计中的应用非常广泛。
首先,透明陶瓷可以用于建筑的外墙。
传统的建筑外墙主要采用砖石或玻璃等材料,而透明陶瓷的应用可以使建筑外墙更加透明美观,并增加建筑的整体设计感。
其次,透明陶瓷可以用于建筑的天花板和地板。
透明陶瓷的高透明度使其成为天花板和地板的理想选择,能够创造出通透明亮的室内空间。
此外,透明陶瓷还可以用于建筑的隔断墙和楼梯扶手等部位,使整个建筑更加美观大方。
透明陶瓷的革命性变革不仅改变了建筑物的外观,也对建筑行业产生了深远的影响。
首先,透明陶瓷的广泛应用促进了建筑行业的技术进步和创新。
在透明陶瓷出现之前,建筑行业的材料选择相对有限,而透明陶瓷的应用为建筑师和设计师提供了更多的可能性和创作空间。
其次,透明陶瓷的出现推动了建筑行业的可持续发展。
透明陶瓷的高透光性和隔热性能使建筑物的能耗得到了有效的控制,有助于减少对环境的影响,实现建筑行业的绿色转型。
然而,透明陶瓷的广泛应用也面临着一些挑战。
首先,透明陶瓷的生产成本较高,导致其价格相对较高,限制了其在大规模建筑项目中的应用。
其次,透明陶瓷的施工和维护需要专业的技术和工艺,对建筑行业的从业人员提出了较高的要求。
此外,透明陶瓷在一些特殊环境下可能会出现一些问题,如反射和折射等现象,需要进一步的研究和改进。
氧化钇透明陶瓷及应用

氧化钇透明陶瓷及应用氧化钇透明陶瓷是一种具有重要意义和广泛应用领域的材料。
它具备高透明度、优异的光学性质以及卓越的耐热性能,因此在多个领域都有重要的应用。
氧化钇透明陶瓷的制备方法主要包括烧结、热等静压和热等静压烧结等技术。
烧结方法:烧结是一种常用的制备氧化钇透明陶瓷的方法。
首先,将钇粉末制备成坯体。
然后,将坯体进行预烧,并利用高温使其结晶。
最后,进行后续的烧结过程,以获得透明的氧化钇陶瓷材料。
烧结方法:烧结是一种常用的制备氧化钇透明陶瓷的方法。
首先,将钇粉末制备成坯体。
然后,将坯体进行预烧,并利用高温使其结晶。
最后,进行后续的烧结过程,以获得透明的氧化钇陶瓷材料。
热等静压方法:热等静压是一种将粉末在高温下通过压力加工成形的制备方法。
首先,将氧化钇粉末放入模具中。
然后,施加高温和压力,使粉末在模具中烧结和结晶,从而形成透明的氧化钇陶瓷。
热等静压方法:热等静压是一种将粉末在高温下通过压力加工成形的制备方法。
首先,将氧化钇粉末放入模具中。
然后,施加高温和压力,使粉末在模具中烧结和结晶,从而形成透明的氧化钇陶瓷。
热等静压方法:热等静压是一种将粉末在高温下通过压力加工成形的制备方法。
首先,将氧化钇粉末放入模具中。
然后,施加高温和压力,使粉末在模具中烧结和结晶,从而形成透明的氧化钇陶瓷。
热等静压方法:热等静压是一种将粉末在高温下通过压力加工成形的制备方法。
首先,将氧化钇粉末放入模具中。
然后,施加高温和压力,使粉末在模具中烧结和结晶,从而形成透明的氧化钇陶瓷。
热等静压烧结方法:热等静压烧结是将热等静压和烧结的方法结合起来的制备方法。
在这种方法中,先将氧化钇粉末放入模具中,然后施加高温和压力,使粉末烧结和结晶。
最终得到的陶瓷具备透明性和较高的密度。
热等静压烧结方法:热等静压烧结是将热等静压和烧结的方法结合起来的制备方法。
在这种方法中,先将氧化钇粉末放入模具中,然后施加高温和压力,使粉末烧结和结晶。
最终得到的陶瓷具备透明性和较高的密度。
功能陶瓷材料_透明陶瓷

陶瓷内部微观结构示意图
透明陶瓷要求:晶界应微薄、光性好、没有第二相夹杂物及位 错等缺陷。
12
第二相
要控制陶瓷中第二相的生成,在陶瓷生产的过程中,我们应注 意原料与添加剂的选择。生产透明陶瓷应使用高纯度、高细散、 高烧结活性粉料。高纯度可减少第二相的析出;高细散可保障 高的烧结活性。
根据平均气孔的大小,产生的影响也不同:在气孔直径小于 光波波长λ/3时, 会产生Rayleigh 散射;当气孔直径与光波波 长λ相接近时, 会产生Mie散射;当气孔直径大于光波波长λ时, 会产生反散射折射。其中Mie散射对透过率的可分为晶界气孔和晶内气孔。晶体之间的气孔处于晶 界面上容易排除,它可以随着晶界的移动而迁移,最终排出体外, 而晶体内部的气孔即使是小于微米级的也很难排除,而且在封闭 气孔中还可能进入水蒸汽、氮气和碳等。因此晶体内气孔对于获 得透明陶瓷是最危险的,从而应在任何工艺阶段防止气孔的产生。
功能陶瓷
4.4 透明陶瓷
❖ 1959年,美国通用电气公司开发出透光性氧化铝陶瓷,最 先打破陶瓷不透明这一,其透光率约为80%,而现在作为高 压钠灯灯管的透明氧化铝瓷对可见光的透光率已达到90%以 上。现在研制成功的透明陶瓷包括Al2O3、MgO、Y2O3、ZrO2、 ThO、MgF2、CaF2、LaF3以及PZT、PLZT、GaAs、ZnS等。
样品基本达到了理论密度,而且晶界平直,晶界没有存 在杂质相,因此,降低了因残余气孔和晶界引起的散射,使 得材料有较高的透过率。
14
❖透明陶瓷的性能及应用
透明陶瓷材料不仅具有较好的透明性、耐腐蚀性,能在高 温高压下工作,而且还有许多其他材料无可比拟的性能,如: 强度高、介电性能优良、电导率低、热导性好等。
透明陶瓷用途

透明陶瓷用途
哎呀呀,今天咱来聊聊透明陶瓷的用途。
你知道吗,有一次我去朋友家玩,发现他们家的灯具特别漂亮,光线特别柔和均匀。
我就好奇地问朋友这是啥灯具啊,这么厉害。
朋友得意地说这可是用了透明陶瓷做灯罩的灯具呢!我当时就很惊讶,原来透明陶瓷还能用来做这个呀。
透明陶瓷在灯具上的应用可真是太妙了。
它让光线能够很好地穿透出来,而且还特别耐高温,不容易损坏。
想象一下,如果没有透明陶瓷,那灯具可能就没那么好看,也没那么实用了。
除了灯具,透明陶瓷还能用于很多地方呢。
比如说,在一些特殊的仪器仪表里,它能让我们清晰地看到里面的运作情况,就像给这些仪器安了一双透明的眼睛。
还有啊,在一些军事领域,透明陶瓷可以做成防护面罩啥的,又轻便又坚固。
总之呢,透明陶瓷的用途可多了去了,真的是让我们的生活变得更加丰富多彩呀!就像我朋友家那个漂亮的灯具一样,给我们带来了不一样的体验和惊喜呢!以后说不定还会有更多更有趣的透明陶瓷制品出现,想想都觉得很有意思呀!。
透明陶瓷PPT

钇铝石榴 石透明陶
瓷
钇铝石榴 石化学式 Y3Al5O12, 是一种优 良的激光 基质。主 要应用于 医学和高 能物理领 域。提高 透明性和 光输出率 仍是研究 的关键技 术问题。
透明陶瓷的制备
透明陶瓷的制备过程包括制粉、成型、烧结及机械加工的过 程。为了达到陶瓷的透光性,必须具备以下条件〔4〕:(1)致 密度高;(2)晶界没有杂质及玻璃相,或晶界的光学性质与微晶 体之间差别很小;(3)晶粒较小而且均匀,其中没有空隙;(4)晶 体对入射光的选择吸收很小; (5)无光学各向异性,晶体的结构 最好是立方晶系;(6)表面光洁度高。因此,对制备过程中的每
化铝为原料,在不使用任何添加剂的情况下采
使陶瓷及其复合材料整体加热至烧
用SPS烧结,工艺条件为压力275 MPa,最高
结温度而实现致密化的快速烧结技
烧结温度1150℃,制备了平均晶粒尺寸为0. 3
术。微波烧结速度快、时间短,从
μm,硬度达到23 GPa 的透明氧化铝陶瓷。
而避免了烧结过程中陶瓷晶粒的异
光衰减器、 光隔离器、 光开关等光 电器件,也
可制成
氮化铝陶 瓷透明陶
瓷
氮化铝陶 瓷具有高 热导率、 高电绝缘 性、高硬 度、低热 膨胀系数、 优良的光 学性能和 声波传播 性能、优 良的耐金 属侵蚀性 能,良好 的耐化学 腐蚀性能 等氮化铝 陶瓷的突
非氧化物透明陶瓷的研究是从20世纪8 0年代开始的。非氧化物透明陶瓷的制 备比氧化物透明陶瓷的制备要困难得 多,这是由于非氧化物透明陶瓷具有 较低的烧结活性、自身含有过多的杂 质元素(如氧等),这些都成为制约非氧 化物透明陶瓷实现成功烧结并得到广 泛应用的主要因素。但经过各国研究 人员的共同努力和深人研究,现已经 成功地制备出了多种透明度很高的非
透明陶瓷成分

透明陶瓷成分
嘿,大家知道吗,有一种特别神奇的材料叫透明陶瓷!那透明陶瓷到底是啥成分呢?咱今儿就来好好唠唠。
透明陶瓷啊,可不是普通的陶瓷哦。
它就像是陶瓷家族里的一颗闪亮明星。
一般的陶瓷都是不透明的,对吧?可透明陶瓷却能变得透明,这多有意思啊!
那它里面都有啥成分呢?首先就得说说氧化铝。
氧化铝就像是透明陶瓷的基石,给它提供了坚实的结构。
就好比盖房子得有牢固的砖头一样,氧化铝在透明陶瓷里的作用可重要啦!
还有氧化镁,这也是透明陶瓷的重要成分之一。
氧化镁就像是给透明陶瓷注入了一股特别的力量,让它变得更加出色。
氧化钇也不能少呀!它就像是一个小魔法师,给透明陶瓷带来一些奇妙的变化,让它的性能更加优秀。
这些成分组合在一起,那可真是不得了。
它们相互配合,相互作用,就像一个团队一样,共同打造出了透明陶瓷的独特魅力。
想想看,透明陶瓷可以用来做什么呢?它可以做成很酷炫的灯具,让灯光透过它,变得更加柔和美丽。
这就像给灯光穿上了一件神奇的外衣,多有意思啊!还可以用在一些高科技设备上,比如一些特殊的光学仪器,发挥着重要的作用。
透明陶瓷的发展前景也是一片光明啊!随着科技的不断进步,它肯定会有更多更厉害的应用。
难道不是吗?我相信,在未来,透明陶瓷会给我们带来更多的惊喜和奇迹。
总之,透明陶瓷的成分很特别,它们共同造就了透明陶瓷的神奇。
透明陶瓷有着广阔的应用前景,它会在我们的生活中发挥越来越重要的作用。
无机非金属材料-透明陶瓷

金属有机物化学气相沉积法:
Yanhui Li 等人以硝酸钇、硝酸铝、硝酸铕为原料, 加入四甲基 庚烷聚酯作为螯合剂和燃烧助剂, 将原始溶液蒸发后分别以氮气作为 载体并混合氧气后在管。式反应器内于650~ 700℃ 沉积, 经过 1200℃ 3h 煅烧制备的YAG 粉体为球形, 粒度约1~ 2μm, 存在轻微 团聚现象。其MOCVD 工艺及所制备的YAG 粉体形貌如图。
米粉体。1998年,T. Yanagitami 等, 用AlCl3、YCl3 在NH4HCO3 中沉淀, 沉淀物经1200℃
处理得到200nm 左右的均匀粉体,真空烧结得到了质量和单晶媲美的 透明陶瓷,使得共沉淀法成为合成YAG 纳米粉体的最有竞争力的方法。 为了提高颗粒的分散性,法国的Y. Rabinovitch等,采用冷冻干 燥的方法处理共沉淀得到的前驱体,经1200℃煅烧得到的粉料,在 1700℃真空烧结3h 后再热等静压烧结 1.5h,得到了透明陶瓷材料。 国内学者也作了相应的实验,李江等添加聚乙二醇在1000℃煅烧得到
溶剂, 505℃制得了分散性极好, 尺寸较大的YAG 小单晶
体。2003 年, 李霞、张旭东等选择醇-水混合热法在 280℃的低温下反应制得了分散性好的YAG纳米粉体。
溶剂(水)热法能够实
现相对无煅烧制备单晶化 的YAG 粉体,但是根据前
期研究发现,溶剂热法能
够得到纯相的、分散性极 好的粉体,其烧结性能和
导致晶界裂缝。
同时,Si4+ 掺入引起的空位能提高微气孔外扩散的速 度,其较小的离子半径可减少由Nd3+ 掺入而引起的晶 格畸变,有利于陶瓷的致密和稳定。 不同的烧结技术,需要对应适宜的烧结制度,包括
温度、压力和气氛等的设定,他们直接影响晶粒生长,
氧化铝透明陶瓷氧化镁透明陶瓷、氧化钇透明陶瓷

氧化铝透明陶瓷氧化镁透明陶瓷、氧化钇透明陶瓷标题:探索透明陶瓷:氧化铝、氧化镁和氧化钇在现代科技和工业领域,透明陶瓷已经成为一个备受关注的材料。
氧化铝、氧化镁和氧化钇作为透明陶瓷的重要代表,它们在光学、电子、航空航天等领域都有着广泛的应用。
本文将从深度和广度两个方面进行全面评估,以帮助读者更好地理解透明陶瓷的特性和应用。
一、氧化铝透明陶瓷1. 氧化铝的基本特性氧化铝是一种常见的陶瓷材料,具有高强度、抗腐蚀性、耐磨损等优点。
其透明陶瓷具有良好的光学性能和化学稳定性,被广泛应用于光学窗口、激光器件等领域。
2. 氧化铝透明陶瓷的制备方法通过热压、热等静压等方法可以制备出高密度、均匀结构的氧化铝透明陶瓷。
在制备过程中,控制晶粒尺寸和杂质含量对于提高透明度和力学性能至关重要。
3. 氧化铝透明陶瓷的应用氧化铝透明陶瓷广泛应用于高温、高压、强腐蚀环境下的光学元件、传感器、航天器件等领域。
其在光学窗口、透镜、激光窗口等方面具有独特的优势。
二、氧化镁透明陶瓷1. 氧化镁的基本特性氧化镁是一种重要的陶瓷材料,具有高熔点、高硬度、高热导率等特点。
透明陶瓷具有较好的透明度和热稳定性,在光学和高温环境下有着重要应用。
2. 氧化镁透明陶瓷的制备方法氧化镁透明陶瓷的制备可以通过热等静压、热同步处理等方法进行。
在制备过程中,要控制晶粒尺寸和晶界的清晰度,以获得更好的透明度和性能。
3. 氧化镁透明陶瓷的应用氧化镁透明陶瓷在激光窗口、红外透镜、高温传感器等领域有着广泛的应用。
其在光学、电子等高技术领域有着独特的地位和作用。
三、氧化钇透明陶瓷1. 氧化钇的基本特性氧化钇是一种重要的稀土陶瓷材料,具有优良的光学、电学性能和磁学特性。
透明陶瓷具有良好的透明度和光学性能,在激光器件、光学窗口等方面有着广泛应用。
2. 氧化钇透明陶瓷的制备方法氧化钇透明陶瓷的制备可以通过固相反应、热等静压等方法进行。
在制备过程中,要控制杂质含量、晶界结构等因素,以提高透明度和性能。
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透明陶瓷鲁成强(山东轻工业学院)摘要:简要地介绍了透明陶瓷的研究现状,同时探讨了透明陶瓷透光的原理以及影响透明性能的主要因素,叙述了透明陶瓷的制备方法,并展望了透明陶瓷研究发展趋势。
关键字:透明陶瓷现状原理制备发展趋势1透明陶瓷的现状透明陶瓷是二十世纪50年代末发展起来的。
经过几十年的发展,已制备了一系列的透明陶瓷。
如氧化铝透明陶瓷、氧化钇透明陶瓷、氮化铝透明陶瓷以及电光透明陶瓷和激光透明陶瓷等。
所谓透明陶瓷就是能透过光线的陶瓷。
通常陶瓷是不透明的,其原因是陶瓷材料内部含有的微气孔等缺陷对光线产生折射和散射作用,使得光线几乎无法透过陶瓷体。
1959年通用电气公司首次提出了一些陶瓷具有可透光性,随后美国陶瓷学家R.L.Coble制备得到透明氧化铝陶瓷证实了这一点。
这种材料不仅具有较好的透明性,且耐腐蚀,能在高温高压下工作,还有许多其他材料无可比拟的性质,如强度高、介电性能优良、低电导率、高热导性等,所以逐渐在照明技术、光学、特种仪器制造、无线电子技术及高温技术等领域获得日益广泛的应用[1]。
2影响透明陶瓷性能的主要因素2.1气孔率对透明陶瓷透光性能影响最大的因素是气孔率。
普通陶瓷即使具有很高的致密度,往往也不是透明的,这是因为其中有很多封闭的气孔。
文献指出,总气孔率超过1%的氧化物陶瓷基本是不透明的,因为气孔的折射率非常低(约为1.0),这些气孔在光线传播的过程中会使光线发生多次反射,从而大大降低材料的透明度。
陶瓷内部的气孔可存在于晶体之间和晶体内部。
晶体之间的气孔处于晶界上容易排除,而晶体内部的气孔即使是小于微米级的也很难排除。
因此晶体内部气孔对于获得透明陶瓷是最危险的。
因此要从每一个工艺阶段:原料粉体的制备、预烧、烧成。
来防止气孔的产生。
2.2晶界结构首先,晶界是破坏陶瓷体光学均匀性、从而引起光的散射、致使材料的透光率下降的重要因素之一。
当单位体积晶界数量较多,晶体配置杂乱无序,入射光透过晶界时,必然引起光的连续反射、折射,这样其透光率也就降低。
因此晶界应微薄、光匹配性好、无气孔及夹杂物、位错等缺陷。
其次,陶瓷材料的物相组成中通常包含着两相或更多相,这种多相结构会导致光在相界表面上发生散射。
材料的组成差异越大,折射率相差越大,整个陶瓷的透光率越低。
2.3原料与添加剂原料的粉体粒径应小于1μm以外,尺寸要均匀,不产生团聚。
所以有时需加入添加剂。
一方面是使烧结过程中出现液相,降低烧结温度,另一方面是抑制晶粒的长大,缩短晶内气孔的扩散路程,从而有利于得到致密的透光性好的透明陶瓷。
添加剂用量一般很少,应能均匀分布于材料中,完全溶于主晶相,不生成第二相物质,也就是不破坏系统的单相性。
只有这样,气孔脱离晶界时转变为晶内气孔的概率才小。
例如在烧结Al2O3透明陶瓷时,加入MgO。
但是由于MgO局部偏析,在MgO分布较高的区域超过了固溶极限,就会在晶界上析出第二相(MgAl2O3)尖晶石,从而成为光的散射中心,使Sim增长,降低了Al2O3陶瓷的透光性。
2.4烧成气氛透明陶瓷和普通陶瓷不同,最后须经真空、氢气氛或其他气氛中烧成。
对于阳离子和阴离子挥发性小的陶瓷,当尺寸差异不大时可以采用在真空气氛下烧成。
在氢气氛中烧成透明氧化物陶瓷时,一般使用一定量的水蒸汽,具有水蒸气的气氛能给予氧化物还原反应,因为气体在固体中的扩散系数较小。
2.5表面加工光洁度透明陶瓷的透光度还受表面加工光洁度的制约。
烧结后未处理面具有较大的粗糙度,即呈现微小的凹凸状,光线入射到这种面上会发生漫反射。
其表面的粗糙度越大,其透明度就越低。
陶瓷表面的粗糙度与原料的细散度有关。
除选用高细散度原料外,还应对陶瓷表面进行研磨和抛光。
最终表面光洁度达到11~13级。
3透明陶瓷的制备透明陶瓷的制备过程包括制粉、成型、烧结及机械加工的过程。
为了达到陶瓷的透光性,必须具备以下条件:(1)致密度高;(2)晶界没有杂质及玻璃相,或晶界的光学性质与微晶体之间差别很小;(3)晶粒较小而且均匀,其中没有空隙;(4)晶体对入射光的选择吸收很小;(5)无光学各向异性,晶体的结构最好是立方晶系;(6)表面光洁度高。
因此,对制备过程中的每一步,都必须精确调控,以制备出良好的透明陶瓷材料。
3.1粉料制备透明陶瓷的原料粉有四个要求:(1)具有较高的纯度和分散性;(2)具有较高的烧结活性;(3)颗粒比较均匀并呈球形;(4)不能凝聚,随时间的推移也不会出现新相。
传统的粉料制备方法主要有固相反应法、化学沉淀法、溶胶-凝胶法以及不发生化学反应的蒸发-凝聚法(PVD)和气相化学反应法。
制备粉料的方式对陶瓷的透光性有很大的影响。
金属氧化物球磨方法制备粉料,粉料的细度不能得到保证,固相反应时,粉料的活性低,颗粒粗,即使采用热压法烧结,也不易形成高密度的陶瓷,且陶瓷的化学组成和均匀性差。
而化学工艺制备粉料的显著特点是能获得纯度、均匀、细颗粒的超微粉,合成温度显著下降,这种粉料制备的陶瓷,其致密度可达理论密度的99.9%或更高。
一般的化学方法,包括沉淀法、溶胶-凝胶法等制备出的原料粉具有高的分散度,从而保证其良好的烧结活性。
这是因为高的分散度的颗粒具有较大的表面能,而表面能是烧结的动力,同时用化学方法制备陶瓷原料粉能较好的引入各类添加剂。
例如,人工晶体研究所的黄存新等就是采用金属醇盐法合成尖晶石超细粉末。
他们将金属铝和镁分别与异丙醇、乙醇反应生成醇盐化合物,再将其混合、水解、干燥、高温煅烧,即得到性能良好的尖晶石粉料以制备透明铝酸镁陶瓷。
3.2成型技术透明陶瓷成型可以采用各种方法,如泥浆浇注、热塑泥浆压铸、挤压成型、干压成型以及等静压成型等。
干压成型是将粉料加少量结合剂,经过造粒然后将造粒后的粉料置于钢模中,在压力机上加压形成一定形状的坯体。
干压成型的实质是在外力作用下,借助内摩擦力牢固的把各颗粒联系起来,保持一定的形状。
实践证明,坯体的性能与加压方式、加压速度和保压时间有较大的联系。
干压成型具有工艺简单、操作方便、周期短、效率高、便于实行自动化生产等优点,而且制出的坯体密度大,尺寸精确,收缩小,机械强度高,电性能好。
但干压成型也有不少缺点,如模具磨损大,加工复杂,成本高,加压时压力分布不均匀,导致密度不均匀和收缩不均匀,以致产生开裂、分层等现象。
等静压成型是利用液体介质不可压缩性和均匀传递压力性的一种成型方法,它将配好的坯料装入塑料或橡胶做成的弹性模具内,置于高压容器中,密封后,打入高压液体介质,压力传递至弹性模具对坯体加压。
等静压成型有如下特点:(1)可以生产形状复杂、大件及细长的制品,而且成型质量高;(2)成型压力高,而且压力作用效果好;(3)坯体密度高而且均匀,烧成收缩小,不易变形;(4)模具制作方便,寿命长,成本较低;(5)可以少用或不用粘接剂。
3.3烧结方法透明陶瓷的烧结方法多种多样,最常用的是常压烧结,这种方法生产成本低,是最普通的烧结方法。
除此之外,人们还采用不少特种烧结方法,如热压烧结、气氛烧结及微波烧结技术。
热压烧结是在加热粉体的同时进行加压,因此烧结主要取决于塑性流动,而不是扩散。
对于同一种材料而言,压力烧结与常压烧结相比,烧结温度低得多,而且烧结体中气孔率也低;另外由于在较低的温度下烧结,就抑制了晶粒的成长,所得的烧结体致密,且具有较高的强度。
热压烧结的缺点是加热、冷却时间长,而且必须进行后加工,生产效率低,只能生产形状不太复杂的制品。
气氛烧结是透明陶瓷常用的一种烧结工艺。
为了使烧结体具有优异的透光性,必须使烧结体中气孔率尽量降低(直至零)。
但在空气中烧结时,很难消除烧结后期晶粒之间存在的孤立气孔,相反,在真空或氢气中烧结时,气孔内的气体被置换而很快地进行扩散,气孔就易被消除。
除了Al2O3透明陶瓷外,MgO、BeO、Y 2O3等透明陶瓷均可以采用气氛烧结。
微波烧结是利用在微波电磁场中材料的介电损耗使陶瓷及其复合材料整体加热至烧结温度而实现致密化的快速烧结的新技术。
微波烧结的速度快、时间短,从而避免了烧结过程中陶瓷晶粒的异常长大,最终可获得高强度和高致密度的透明陶瓷。
微波烧结工艺中的关键是如何保证烧结试样的温度均匀性和防止局部区域热断裂现象,这可以从改进电场的均匀性和改善材料的介电、导热性能等方面考虑。
4透明陶瓷的研究趋势经过几十年的研究,透明陶瓷已取得了可喜的成果,其材料开发从过去的氧化铝透明陶瓷、氧化镁透明陶瓷、氧化钇透明陶瓷等材料扩展到透明PLZT电光陶瓷、钇铝石榴石透明陶瓷、铝镁酸透明陶瓷、氮化铝透明陶瓷以及氮氧化铝透明陶瓷等材料。
这些透明陶瓷的发展拓宽了陶瓷的应用范围,但仍需进行更深入的研究,以进一步完善透明陶瓷的性能。
未来透明陶瓷的研究发展有以下几个趋势:(1)由于透明陶瓷不仅具有透光性,而且具有特种陶瓷自身的属性,随着其应用范围的进一步拓展,人们必然会提出越来越高的性能要求,这就要求我们必须不断的去研究新型的透明陶瓷材料以满足人们的需求。
(2)原有的生产工艺使透明陶瓷的制备受到很大的局限,随着人们对透明陶瓷材料的需求,研究和探索各种新的制备工艺,以扩大透明陶瓷的种类已成为一个重要的课题。
(3)透明陶瓷集透光性与其自身材料的特性于一身的优异性引起了人们极大的兴趣,研究其新的应用领域也就成了一个新兴的课题。
从最初的窗口材料到透明薄膜、集成电路基片、高温耐腐蚀材料,透明陶瓷的应用范围在不断的扩大,对其新功能的研究也在不断的发展。
(4)随着人们对透明陶瓷的需求量增加,工业化生产的问题就摆在了我们的面前。
现有的实验室制备透明陶瓷的方法已经比较成熟,但如何把科技成果转化为生产力,如何实现工业化生产这个问题还值得我们去进一步研究,寻找一整套稳定的生产工艺以实现投资少而产出高的问题需要我们去解决。
参考文献:[1]刘军芳,傅正义,张东明,张金咏,透明陶瓷的研究现状与发展展望[A],陶瓷学报,第23卷,第4期,2002年12月[2]刘军芳,傅正义,张东明,张金咏,透明陶瓷的制备技术及其透光因素的研究[A],硅酸盐通报,2003年3期[3]范恩荣,电瓷避雷针,1998.164(4):45[4]蔺恩惠,李新勇等,西北师范大学学报,1995.131(1):8[5]江国键,庄汉锐等,无机材料学报,1998.13(4):568透明陶瓷学院:材料科学与工程班级:材工09-1姓名:鲁成强学号:200907031028。