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要聞

一文了解AlON透明陶瓷

中國粉體網 2019/7/27 08:14:07 點擊 419 次

導讀 氮氧化鋁(AlON)透明陶瓷具有強度高江西体彩多乐彩、硬度大、耐腐蝕、熱震性好等優點,同時透波范圍大江西体彩多乐彩、直線透過率大,因此在國防和民用眾多領域具有廣泛的應用前景,被美國軍方評為“21世紀最重要的國防材料之一”江西体彩多乐彩。

中國粉體網訊  氮氧化鋁(AlON)透明陶瓷具有強度高、硬度大、耐腐蝕、熱震性好等優點,同時透波范圍大、直線透過率大江西体彩多乐彩,因此在國防和民用眾多領域具有廣泛的應用前景,被美國軍方評為“21世紀最重要的國防材料之一”。




AlON江西体彩多乐彩、藍寶石(sapphire)和尖晶石(MgAl2O4)三種常用的中紅外材料的性能對比如表1所示,可以看出,AlON陶瓷的光學性能與藍寶石江西体彩多乐彩、尖晶石、氧化釔相當(中紅外透光率>80%),而抗彎強度與藍寶石接近(300MPa),明顯高于尖晶石(190MPa)和氧化釔(160MPa)。由于藍寶石單晶窗口材料的制備成本非常高,且大尺寸很難制備江西体彩多乐彩,而AlON陶瓷則可以通過先進陶瓷制備方法實現大尺寸及復雜樣品的制備江西体彩多乐彩,并具有光學各向同性的優點,因此AlON陶瓷已成為高性能雙模天線罩和中紅外窗口的首選材料江西体彩多乐彩。


表1常用的中紅外材料性能對比




由于受本身的強共價鍵結構和低自擴散系數影響,AlON在無外場輔助情況下通常需要在2000℃以上長時間燒結,否則很難使其達到完全致密江西体彩多乐彩。目前,研究者主要從3個方面入手解決這一問題:①合成納米AlON粉體,提高燒結活性;②在無壓燒結的基礎上,借助摻雜燒結助劑,通過液相或半液相燒結促進氣孔排除,實現燒結體的致密化江西体彩多乐彩;③在壓力輔助下進行燒結,如采用熱壓、熱等靜壓燒結技術。


粉體合成方法


AlON粉末及AlON陶瓷的合成方法主要有高溫固相反應、氧化鋁還原氮化兩種方法。


①高溫固相反應法


高溫固相反應法一般是將一定配比的AlN、Al2O3粉混合,在高于1650℃溫度及氮氣氣氛保護下,保溫一定時間制備AlON粉末或陶瓷江西体彩多乐彩,其反應式如式下所示:




高溫固相反應法的最大優點是原料容易獲得,工藝簡單易行江西体彩多乐彩,適于規模生產。


②氧化鋁還原氮化法


氧化鋁還原氮化制備γ-AlON粉末及AlON陶瓷的還原劑通常有C、Al、NH3和H2,而Al2O3碳熱還原氮化法制備AlON粉末是一種最常用方法,其化學反應式如式下所示:




氧化鋁還原氮化法制備AlON陶瓷的原料成本低,適合工業化生產,制備工藝較復雜江西体彩多乐彩,但制備的陶瓷透光率較好。


AlON陶瓷的制備工藝進展


AlON陶瓷主要有無壓燒結法、熱壓法以及最新出現的放電等離子燒結法、微波燒結法等。


①無壓燒結


無壓燒結是制備透明陶瓷的傳統方法,可以低成本大量生產各種尺寸和形狀的產品江西体彩多乐彩,是目前AlON陶瓷研究最多的制備方法。


②熱壓燒結


熱壓燒結是指在燒結過程中施加一定的壓力,使材料致密化的燒結工藝,適合制備簡單形狀的產品江西体彩多乐彩。


③微波燒結


微波燒結(Microwave Sintering)是一種材料燒結工藝的新方法,可以實現材料整體加熱來實現陶瓷的燒結。


④放電等離子燒結


放電等離子燒結方法(SPS,Spark Plasma Sintering)采用脈沖電流加熱,可以實現快速升溫和陶瓷短時間燒結。


綜上所述,無壓燒結可實現復雜形狀和高透光性陶瓷的制備,是實現AlON透明陶瓷應用的重要制備方法。熱壓燒結制備的陶瓷可獲得較高透光性,但是由于工藝特點的限制難以制備復雜形狀的樣品江西体彩多乐彩,而微波燒結和等離子體快速燒結難以制備高透光性的AlON陶瓷。


AlON透明陶瓷具有優異的光學特性和機械性能,使其不僅在軍事領域有重要作用,而且在商業領域內也有廣闊的市場前景,這從根本上推動了AlON透明陶瓷的研究江西体彩多乐彩。但是我國目前的研究水平和市場開發與國外還有較大差距江西体彩多乐彩,未來在整個制備工藝的改進和提高上,特別是加大對復雜形狀制品的研制方面,還需要繼續探索,以形成成熟穩定的制備工藝。


參考來源:

盧帥.透明 AlON 陶瓷的研究進展與展望

石堅波.AlON 透明陶瓷研究進展

陳鳳. AlON 透明陶瓷的研究進展


(中國粉體網編輯整理/墨玉)

注:圖片非商業用途江西体彩多乐彩,存在侵權告知刪除!

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