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透明陶瓷

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以此为开端科研人员先后研制了mgoy2o3zro2tho2beocao等氧化物的透明陶瓷此后又出现了mgal2o4和yag等复合氧化物的透明陶瓷及znscdtealn非氧化物的透明陶瓷透明陶瓷分类尖晶石透明陶瓷等结构材料电光透明陶瓷plzt5表面加工光洁度气孔与多晶本身的折射率相差很大造成入射光的强烈散射气孔的折射率非常低约10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普通陶瓷即使具有高的密度往往也不是透明的这是因为其中有很多闭口气孔陶瓷体中闭口气孔率从025变为085时透过率降低33
• 晶界结构
• 透明和不透明陶瓷的晶界结构是不同的。透明材 料晶界清晰, 而非透明材料模糊不清。晶界破坏陶 瓷体光学均匀性,引起光的散射并且当单位体积 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,透光率就 随乊降低。 • 因此晶界应微薄、无气孔及夹杂物、位错等缺陷
透明陶瓷
王丽霞1004020203 王玺斌1004020204 朱立刚1004020211 吴国娣1004020212
• 一、简介 • 二、制备及影响因素 • 三、透明陶瓷的应用
什么是透明陶瓷
• 在特殊应用场合我们需要陶瓷在一定的电磁频率 范围内透明。如果在紫外一可见光范围内,也就 是200~800纳米光波长范围内能透过光波,那么 就是我们人眼可以看见的透明陶瓷;如果仅有红 外频谱某个区域的电磁波能够穿透陶瓷,虽然人 眼看起来陶瓷是白色的,但也可以说该陶瓷对于 特定电磁波“透明”。所以透明的含义并不是按 照人眼所见作为标准,而是需要科学计量手段来 进行表征。
透明陶瓷分类
• • • • • • • • 透明结构陶瓷 高压钠光灯管 高温透视窗 氧化铝, 氧化钇, 氧化锆, 氧化镁 尖晶石透明陶瓷等结 构材料 • 透明功能陶瓷 • 电光透明陶瓷 (PLZT :锆钛酸铅镧) • 激光透明陶瓷 (N d :YA G :掺钕钇 铝石榴石) • 闪烁透明陶瓷 (G G G:掺钕钇镓石 榴石)

稀土掺杂透明陶瓷的光学性能

稀土掺杂透明陶瓷的光学性能

稀土掺杂透明陶瓷的光学性能稀土掺杂透明陶瓷,这可真是个有趣又神奇的东西!咱先来说说啥是透明陶瓷。

就拿咱们常见的陶瓷来说,一般都是那种不透明的,对吧?可这透明陶瓷就不一样啦,它能让光线穿过,就好像一块透明的玻璃。

那为啥能透明呢?这就得从它的微观结构说起了。

透明陶瓷里面的晶粒啊,排列得特别整齐,而且杂质和气孔都特别少,所以光线就能顺利通过啦。

再来说说稀土掺杂。

稀土元素,听起来是不是有点高大上?其实它们在咱们生活里的作用可大着呢!比如说钕、铒、镱这些稀土元素,把它们掺杂到透明陶瓷里,就像是给透明陶瓷施了魔法一样,能让它的光学性能发生奇妙的变化。

我记得有一次,我在实验室里做实验,就是研究稀土掺杂透明陶瓷的光学性能。

那时候,我小心翼翼地把稀土元素按照一定的比例掺杂到陶瓷材料里,然后放进高温炉里进行烧制。

在等待的过程中,心里那个紧张啊,就像等待开奖一样。

等烧制完成,把样品拿出来一检测,哎呀,那心情,真是跟坐过山车似的。

有的样品效果特别好,光学性能有了明显的提升,我高兴得差点跳起来;可有的样品效果不太理想,我就又得重新琢磨,调整比例和工艺。

稀土掺杂的透明陶瓷,在光学性能方面那可是有很多出色的表现。

比如说,它的透光率会大大提高。

这意味着什么呢?打个比方,如果用这种透明陶瓷来做窗户,那屋里就能照进更多的阳光,亮堂堂的。

而且,它的折射率也能发生变化。

折射率这东西听起来有点抽象,简单来说,就是能让光线折射的角度和程度不一样。

这在光学器件里可就有用啦,比如说制造特殊的透镜,能让成像更清晰。

还有呢,稀土掺杂透明陶瓷的发光性能也很棒。

有的能发出漂亮的红光,有的能发出蓝光,就像一个小小的彩色光源。

这在照明、显示等领域都有很大的应用前景。

想象一下,未来的灯具可能不再是普通的灯泡,而是用这种会发光的透明陶瓷做成的,多酷啊!另外,它的吸收和散射性能也会因为稀土掺杂而改变。

这对于激光技术来说可是非常重要的。

激光需要材料有很好的吸收和散射性能,才能保证激光的强度和稳定性。

无机光学透明材料 透明陶瓷

无机光学透明材料 透明陶瓷

无机光学透明材料——透明陶瓷一、基本概念透明陶瓷(Transparent ceramics)是指采用陶瓷工艺制备的具有一定透光性的多晶材料,又称光学材料。

一般多晶陶瓷的不透明性是由于非等轴晶系的多晶晶粒在排列取向上的随机性,导致晶粒间折射系数不连续,以及晶界效应,气孔等引起的散射等原因所致。

在制备透明陶瓷时,通过采用高纯超细原料,掺入尽可能少的添加剂和工艺上的严格控制,浆砌块石和杂质充分排出并适当控制晶粒尺寸,试制品接近于理理论密度,从而制备出透明陶瓷[1]。

制备透明陶瓷的首要条件是组成陶瓷的单晶体本身是透明的,同时具有高的对称性,一般为立方晶系。

某些非立方晶系的陶瓷材料如六方相的氧化铝,一定条件下可以制的半透明(translucent)陶瓷。

透明陶瓷通常采用压力烧结【包括热压,等离子体压力烧结(SPS),热等静压(HIP)等】和气氛烧结(包括氢气烧结,氧气烧结和真空烧结等)等方法制备而成。

二、透明陶瓷的种类透明陶瓷的种类按材料体系分为氧化物、氟化物、氮化物、氧氮化物、氧硫化物、硫化物、硒化物等透明陶瓷,随着技术的发展很可能出现更多种类的透明陶瓷的材料体系[2]。

按性能分类,可分为透明结构陶瓷、透明功能陶瓷(包括透明激光陶瓷、透明闪烁陶瓷、透明铁电陶瓷、红外透明陶瓷等)。

(一)按组划分(1)氧化物透明陶瓷氧化物透明陶瓷一般在可见光和近红外波段透明。

这类透明陶瓷已经报道的有等材料,其中以透明到的研究最为成熟。

可用于制作高压钠灯的灯管、微波集成电路用基片、轴承材料以及红外光学元件。

透明氧化铝陶瓷1961年由美国首先研制成功,制作工艺是采用纯度为99.99%、平均尺寸为0.3微米的氧化铝细粉作原料,加入质量分数为0.3%的MgO添加剂,在H2保护的高温电炉中烧成[3-5]。

高压钠灯用透明氧化铝陶瓷在高温下与钠蒸汽不发生作用,却能把90%以上的可见光透出来。

(2)氟化物透明陶瓷主要是CaF和MgF2透明陶瓷,20世纪60年代开始,CaF透明陶瓷主要作为一种激光材料使用。

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

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。

【精品文章】氧化铝透明陶瓷简述

【精品文章】氧化铝透明陶瓷简述

氧化铝透明陶瓷简述
氧化铝透明陶瓷材料是第一个实现透明的陶瓷材料。

它具有耐高温、耐腐蚀、高强度、高硬度、化学稳定性和生物相容性等结构陶瓷所固有的属性,同时具备透光这一功能属性,已经在能源、机械、军工、电子、半导体、医学等高技术领域得到越来越多的应用。

 图1 (a)透明氧化铝托槽(b)透明氧化铝装甲
 1. 氧化铝透明陶瓷及其制备技术
 自二十世纪六十年代美国通用公司发现了第一个氧化铝透明陶瓷以来,在半个多世纪里,陶瓷领域的科研工作者们通过改进氧化铝透明陶瓷的成型与烧结工艺,使得氧化铝透明陶瓷在力学、光学以及产业化应用方面均取得了巨大进步。

 1.1 透明陶瓷的定义及影响因素
 德国Fraunhofer研究所Krell等人严格区分了“透明”与“半透明”两个概念,Krell等人认为只有与物体隔着一定距离而仍然具有良好透明度的陶瓷才是透明陶瓷,否则只能称为半透明陶瓷。

我国一般认为直线透光率在可见光区域的最大值超过15%可称为透明陶瓷。

 图2 半透明、介质透明与全透明陶瓷
 光线透过陶瓷多晶体的光线损失主要包括三部分:(1)表面反射损失,对于氧化铝而言一般为7~8%;(2)第二相损失(气孔、杂质、第二晶相等),由于第二相与陶瓷基体的折射率有显著差异而造成的光线损失。

如氧化物陶瓷折射率一般为1.3~2.7,而气孔即光线在空气中的折射率为
1.003;(3)所有非等轴晶系的晶界上均存在双折射,双折射可产生额外光。

影响Al2O3透明陶瓷透光性的因素

影响Al2O3透明陶瓷透光性的因素

影响Al2O3透明陶瓷透光性的因素摘要:简要分析了陶瓷透明的机理:气孔散射、晶界散射、第二相散射、折射与吸收、多晶体吸收等效应都会影响光线透过陶瓷基体。

原料纯度、粒度,氢气或真空烧成气氛,添加剂,气孔数量、尺寸,晶界等因素会对Al2O3透明陶瓷的透光性产生影响,其中原料、添加剂、气孔影响因素占主导位置。

关键词:透明陶瓷,透光性,添加剂,气孔Factors of Transparency of TransparentAl2O3 CeramicsAbstract:A brief analysis of the mechanism of transparent ceramics: pore scattering, grain boundary scattering, the second phase of the scattering, refraction and absorption, polycrystalline absorption effect will affect the light through the ceramic matrix. Purity and size of raw materials,hydrogen or vacuum firing atmosphere, addition agent, pore number and their size, grain boundary will affect the transparency of transparent Al2O3 ceramics.Raw materials,addition agent and gas hole are the most importang factors of them.Key words:t ransparent ceramics, transparency, addition agent, gas hole1 引言自从1962年Coble制备出透明氧化铝陶瓷以来,打破了陶瓷不透明的传统概念,也开辟了陶瓷新的应用领域。

功能材料透明陶瓷

功能材料透明陶瓷
试样抛光前后的透光率陶瓷表面进行研磨和抛光经研磨后的陶瓷的透过率一般可从4045增加到5060以上抛光可能达到80以透明陶瓷的制备陶瓷材料的透光性受其气孔率晶体结构原料与添加剂烧成气氛和表面加工光洁度等因素的影响较大在制备透明陶瓷时需要精准控制每一个工艺过程以保证最终产品具有较高的致密度和表面光洁度均匀而细小的晶粒对入射光很小的选择吸收性晶界处没有杂质及玻璃相或晶界的光学性质与微晶体差别很小以及没有光学各向异性晶体结构以立方晶系最佳透明陶瓷制备的技术关键在于排除陶瓷材料内部大量的气孔以达到陶瓷材料的气孔率为零或接近为零
第一例透明陶瓷是1962年在美国制备成功的氧化铝透明陶瓷。
氧化铝透明陶瓷是最早投入生产的透明陶瓷材料。将MgO、 ZnO、NiO、La2O3 等添加剂掺入高纯细散的Al2O3 粉末 中压制成型,并在氢气保护下或真空中焙烧,即可完全消除气 孔,制得具有较高透明度的陶瓷材料。
0.透明陶瓷的发展
AlN陶瓷是另一种典型的透明陶瓷,它最早是由美国在20世纪 60年代研发成功,到了90年代其制备工艺和应用技术逐渐得 到发展。氮化铝透明陶瓷表现出硬度较高、热导率较高、电 导率较低、介电损耗较低、热膨胀系数较低、化学稳定性优 良等诸多优异性能。
陶瓷中光散射中心示意图
:(1)由杂质和添加物析出不同相以及烧结过程中残余气孔引起的 散射 (2)由空穴、位错等晶体结构不完整造成的光散射 (3)在晶体具有各相异性情况下,由于在晶界等折射率不连续界 面上产生的反射、双折射显示出的光散射。 图中Sim a、b所示的析出物、残余气孔、晶界等不完整性和组成 的不均匀性引起光散射系数。SOP则为光学各向异性所造成的在 折射率不连续界面的散射系数(图c所示)。
原料的活性不仅与原料的分散状态且与原料的相变或预烧 温度有关, 预烧温度过高则活性降低; 过低则相变转化不完 全, 制品在烧结过程中会产生变形等不良的影响

透明AlON陶瓷研究现状及应用

透明AlON陶瓷研究现状及应用

陶瓷透明AlON陶瓷研究现状及应用田庭燕杜洪兵孙峰姜华伟陈广乐刘妍彭珍珍(北京中材人工晶体有限公司北京100018)摘要主要介绍透明氮氧化铝(Al()N)陶瓷的研究进展。

对Al()N的制备方法和应用傲了综述翱介绍‘.并对其发展前景和存在的问题作了展望与分析。

关键词透明陶瓷AI()N制备应用TheResearchStatusQuooftheTransparentAIONCerami缁andItsApplication【TianTingyan,DuHongbing,SunFeng,JiangHuawei.ChenGuangle。

LiuYan.PcngZhenzhen(BeijingSinomaSyntheticCrysracsCo,Ltd,Beijing,100018)Abstract:ThispaperreviewedtheresearchprogressintransparentAluminumoxynitride(AI()N)ceramics,ineludingoflhefabricationsandapplicationsofAI()N..AndtheprospectsofAIONalsodiscussed.Keywords:“Fransparentceramics;Aluminumoxynitride;Fabrication;Application1980年美国Raytheon公司在军方资助下研制出透明AlON陶瓷材料,作为一种日益引起人们广泛重视的新兴透明陶瓷材料,AloN具有很好的光学透明性,从近紫外(O.2肛m)到中红外(5.0弘m)的平均光学透过率大予80%;在毫米波频段,具有优良的介电性能(介电常数小于10),损耗角正切小(在1mnl波长处为0.0002);男外还具有优良的抗渣侵蚀性和抗渣渗透性[J一;良好的耐高温性,抗热震性和抗侵蚀性能。

所以在导弹窗口和头罩材料等领域获得日益广泛的应用。

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透明陶瓷的制备与用途摘要一般陶瓷是不透明的,但是光学陶瓷像玻璃一样透明,故称透明陶瓷。

目前制备透明陶瓷的方法主要有:透明Al 2O 3陶瓷制备;无水乙醇注浆成型制备YAG透明陶瓷; Y2 O 3透明陶瓷等。

主要的制备过程与传统陶瓷基本一致,大体上也要经过原料选择,成型,干燥,烧成等步奏。

透明陶瓷的透光性好,机械强度和硬度都很高,能耐受很高的温度,即使在一千度的高温下也不会软化、变形、析晶。

电绝缘性能、化学稳定性都很高。

决定了它的用途将比传统陶瓷更广泛,更先进。

目前主要用于生产工业生产和军事上用于防止强光损伤眼睛的护目镜;透光的灯罩;红外测试仪的外壳;ALON还可以用于防弹材料,超市条码扫描器窗口等方面;我国研制的激光透明陶瓷也广泛用于军事中。

未来透明陶瓷必将在日用生活中发挥更广泛的作用。

关键词透明陶瓷;烧结;制备;用途;未来引言一般陶瓷是不透明的,但是光学陶瓷像玻璃一样透明,故称透明陶瓷。

一般陶瓷不透明的原因是其内部存在有杂质和气孔,前者能吸收光,后者令光产生散射,所以就不透明了。

因此如果选用高纯原料,并通过工艺手段排除气孔就可能获得透明陶瓷。

早期就是采用这样的办法得到透明的氧化铝陶瓷,后来陆续研究出如烧结白刚玉、氧化镁、氧化铍、氧化钇、氧化钇 - 二氧化锆等多种氧化物系列透明陶瓷。

近期又研制出非氧化物透明陶瓷,如砷化镓、硫化锌、硒化锌、氟化镁、氟化钙等。

它对原料以及制造工艺的要求相当严格,例如,原料必须要有很高的纯度和粒度。

因此透明陶瓷的价格很昂贵,是现代陶瓷中的高级制品。

正文1几种先进的透明陶瓷的制备方法透明 Al 2O 3 陶瓷制备的研究进展 1.1.1 放电等离子烧结( SPS )透明氧化铝陶瓷的 SPS 烧结近几年也得到研究和探索。

Dibyendu【1】以平均粒径为 100 nm 的高纯 Al2O3 为原料,在不使用任何添加剂的情况下采用 SPS 烧结,工艺条件为压力 275 MPa ,最高烧结温度 1150℃,制备了平均晶粒尺寸为 0.3μ m ,硬度达到 23 GPa 的透明氧化铝陶瓷。

Jiang 等【2】采用高纯纳 米 Al 2O 3 粉 ( > 99 . 995%) , wt%MgO( 以Mg ( NO )3 形式加入 ) 作为烧结助剂, SPS 烧结工艺为真空条件下 90 MPa 压力,在3min 内温度从室温升至 600 ℃,然后快速升温至 1300 ~ 1700 ℃,保温 3 ~5 min 。

结果表明, 1300 ℃ × 5 min 条件 SPS 烧结的试样达到完全致密化,晶粒尺寸仅为 0.5 ~ 1 μm ,在中红外区透光率可达 85%,而经 1700 ℃ × 3 min条件下 SPS 烧结试样,晶粒尺寸迅速增大至 5μm 左右。

Michael 【3】等 同样采 用 SPS 烧结制备了透明氧化铝陶瓷,并研究SPS 过程中添加剂种类及含量对Al 2O 3 透光性的影响。

研究发现使用 Mg 、Y 、 La 三元复合添加剂,总质量为 450ppm 时,Al 2 O 3 陶瓷的直线透光率能达到。

57%1.1.2 微波快速烧结微波烧结是利用材料在微波电磁场中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技术。

微波烧结速度快、 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。

【4】Cheng 等 研究发现微波烧结氧化铝在加入百分比为 0.05% 氧化镁烧结助剂的条件下烧结 45 min 就可以得到密度为3. 97 /cm3,平均粒径为40 μ m 透明性能优异的氧化铝陶瓷。

但是,微波烧结有其本身的问题,如控温准确度, 温度场均匀性等, 这往往会产生氧化铝晶体晶粒尺寸的差别非常大,从而影响材料质量的稳定性。

无水乙醇注浆成型制备 YAG 透明陶瓷实验所用原料为纯度 %的国产微米 Y 2 O 3 粉和亚微米 AL 2O 3 粉. 实验流程如图1 所示 , 精确称量 ( 精确到 Y2 O3 (33.8715g) 和 AL 2O 3 (25.4903g) 粉体 , 把称量的粉体放入干净的装有 Al2O3 磨球 ( 球料比 2:1) 的 AL 2O 3 球磨罐中 . 把%的正硅酸乙酯 (TEOS, 分子式 S i ( OC 2H 5 )4 ) 滴入 28mL 无水乙醇中 , 然后倒入球磨罐中 , 封紧后以 120r/min 的速度球磨 12h. 球磨结束后打开球磨罐滴入一定量的氨水 , 调节 pH 值至 9( Y 2 O 3 和 AL 2 O 3 的等电点 ), 然后继续球磨 10min 以混合均匀 . 把球磨后的浆料倒入石膏模具中在低温下干燥 48h, 随后在空气气氛下于 600℃煅烧 2h, 除去残留的 TEOS. 把得到的素坯置于真空炉中进行烧结 ,以 10℃ /min 升温至 1800℃并于 10?3Pa 下保温 20h, 然后以 10℃/min 冷却至室温 . 把烧结后的样品放入马弗炉中 , 在空气气氛下 1450℃保温 10h 进行退火处理以消除真空烧结过程中产生的氧空位 .XRD 物相分析采用日本Rigaku 公司的D/Max-2550V 型 X 射线衍射仪 , 测试条件为 : CuKα射线 , λ=, 2θ角扫描范围为 10 ~ 70 ,狭缝宽度为0.3mm. 直线透过率测试所用设备为瓦里安公司的 VARIAN CARY 5000分光光度计 , 所有测试均在室温下进行 . 测试前 , 样品先经过双面抛光处理 , 最后一道抛光工序使用μm 的金刚石研磨膏 . 采用日本JEOL 公司的JSM-6700F 型场发射电子扫描电镜(FESEM) 观察陶瓷热腐蚀后的表面形貌 ,热腐蚀过程如下:把双面抛光后的样品清洗干净,然后在空气气氛下于 1500℃热处理 1~3h, 直到在光学显微镜下能观测到清晰的晶界为止【5】.Y 2 O 3透明陶瓷的研究进展1.3.1粉体的合成方法固相化学反应法将 Y(NO 3 )3 ?6H2O 与乙二酸按 1 ∶2 ( 物质的量比 ) 混合 , 在玛瑙研磨钵中研磨分散后放入玛瑙球磨罐中, 用球磨机球磨 3 h 至反应完全。

产物经过滤、干燥、热分解, 制得Y2O3纳米粉末【6】。

1.3.2成型双向压制是对单向压制的改进, 坯体的密度分布为两边大中间小。

采用这种方式宜采用“一轻、二重、慢提起”的加压方式, 对操作人员技术要求较高。

即开始加压时压力应小些, 以利于空气排出; 然后短时间内释放此力, 使受压气体逸出。

初压时坯体松 , 空气易排 , 可稍快加压 ; 当用高压使颗粒靠拢后 , 必须缓慢加压 , 以免残余空气无法排出 , 在释放压力后 , 空气膨胀 , 回弹产生层裂。

当坯体较厚或粉料颗粒较细 , 流动性低时 , 则宜减慢加压速度 , 延长保压时间。

为提高压力的均匀性 , 宜采用多次加压。

最后提起上模时要轻缓 , 防止产生裂纹。

1.3.3高温烧结热等静压集热压和等静压的优点于一身 , 施加压力高 , 并且使粉体受到各向同性的压力 , 因而制备出的陶瓷显微结构均匀 , 产品致密化程度高 , 性能优良。

其烧结机理与 HP一样与物质的黏性流动和塑性流动有关。

HIP 的缺点是设备昂贵、生产效率低【7】。

2透明陶瓷的用途用途广泛的透明铁电陶瓷随着陶瓷科技的发展,透明陶瓷家族中又诞生了一个多能的宠儿——透明铁电陶瓷。

它除了像玻璃般的透明外,还有一般铁电陶瓷的特征。

它一问世,就引起了世界各界的高度重视。

那么,透明陶瓷究竟是什么东西?“透明”无需多加解释了。

铁电陶瓷却不能简单地说它是含铁的陶瓷,一般铁电陶瓷本身都不含铁,而透明铁电陶瓷一旦含有少量的铁就会大大改变它的光学性能,稍多一点就会使它不透明了。

“铁电”二字的由来只是因为它具有和铁磁体相对应的一些性能。

众所周知,磁铁具有磁性,进一步研究指出,磁铁的磁性是因为在磁铁中存在磁畴,磁畴是由许多小的磁矩按相同方向排列组成的区域,这些磁畴能在外磁场的作用下,按外磁场的方向转动方向。

在铁电体中,存在着有许多小的电矩按相同方向排列组成的区域,与磁畴十分相似,人们称之为电畴。

电畴能在外电场作用下转向,当外电场取消后,已转向的电畴并不全部回复到原来的位置,表现有剩余的极化,电畴在外电场作用下的转向也会引起铁电体的机械形变——电致伸缩。

由于这些电性与电磁体的磁性几乎一一对应,人们就称它为铁电体。

而透明性铁电陶瓷,就是一种透明的多晶铁电体。

工业生产中,可用作生产防止电焊强光的护目镜;军事上,也可生产防止爆炸产生的强光的透明陶瓷护目镜,目前已被光放使用【8】。

目前最先进的透明陶瓷的用途最早是使用在灯具上。

高压钠灯是一种发光效率很高的,但在钠蒸气放电时产生 1000℃以上的高温,具有很强的腐蚀性,玻璃灯管根本没法耐受,所以高压钠灯一直没能问世,直到有了透明陶瓷,高庄钠灯才得到实际应用,除高压钠灯外,透明陶瓷还使用于其它新型灯具,如艳灯、铷灯、钾灯等。

向尾蛇导弹头部的红外探测器,外面有一个整流罩,它不仅要有足够的强度,还要能透过红外线,以确保导弹能跟踪敌机辐射的红外线。

担当此任的材料只有透红外陶瓷,响尾蛇导弹的整流罩就是用透红外陶瓷做的。

美国空军研究实验室与美国 Surmet 公司一起对以特殊透明陶瓷为基础的新型防弹护板进行了试验,最近几年 Surmet 公司一直坚持研究这种透明陶瓷。

新型材料进入市场的商标为ALON,它是“氮氧化铝”的缩写,ALON是一种多晶体,并且完全是透明的,其晶粒大小为80~250 微米。

从外表看ALON板就像蓝宝石, ALON的化学公式为 Al(64+x)/3O32-xNx ,式中的 X 可以从 2 到 5。

在最近的试验中由几层 ALON、玻璃和聚合物组成的双层中空玻璃出色地经受了从 7.62 毫米口径手枪连续射出的穿甲弹,同时双层中空玻璃的重量比普通防弹玻璃轻一半。

ALON可以在各个领域找到广泛应用,例如利用它可以制成特别耐磨损的超市条码扫描器窗口。

但是要大量推扩应用 ALON的障碍是其价格比传统防弹玻璃贵 3~5 倍,此外还需要对建造新型炉子进行大量投资,以便能制取在工业规模中应用的大量材料。

但是 ALON的低重量与高强度比产品的价格更为重要,它已经显示出其不可替代的优点。

中国研制的用于军事的激光透明陶瓷中科院上海硅酸盐研究所自主研制成功的激光透明陶瓷 , 标志着我国在激光材料方面的研究取得重大突破, 成为世界上仅有的几个掌握这一尖端技术的国家之一。

据中科院上海硅酸盐研究所潘裕柏研究员介绍 , 透明陶瓷采用高纯原料 , 在真空或氢气条件下烧结制成 , 其相对理论密度通常高达 %。

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