[發(fā)明專利]一種紅外透明陶瓷材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109369183B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發(fā)明（設計）人: 李曉東;付仲超;張牧;孫旭東
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C04B35/505
• 分類號: C04B35/505;C04B35/622;C04B35/626;C04B35/645;C09K11/77
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 韓國勝

1.一種紅外透明陶瓷材料，其特征在于，紅外透明陶瓷材料的組成通式為：Y₂O₃-MgO-Gd₂O₃；

所述紅外透明陶瓷材料是采用含有Y₂O₃的納米粉末、MgO的納米粉末和Gd₂O₃的納米粉末組成的納米復合粉體燒制而成；

其中，所述納米復合粉體中，Y₂O₃的納米粉末和MgO的納米粉末的體積比為1:1，Gd₂O₃的納米粉末占所述納米復合粉體總摩爾量的百分數為0.01～18％；

所述紅外透明陶瓷材料的制備方法包括如下步驟：

S1、采用含Y的原料、含Mg的原料以及含Gd的原料制備所述納米復合粉體；

其中，含Y的原料為Y的氧化物、鹽或鹽的結晶水合物，含Mg的原料為Mg的氧化物、鹽或者結晶水合物，含Gd的原料為Gd的氧化物、鹽或鹽的結晶水合物；

S2、將步驟S1得到的納米復合粉體壓制成型處理，得到成型素坯；

S3、將所述成型素坯進行燒結處理，得到納米復合燒結體；

S4、對所述納米復合燒結體進行退火處理，得到所述紅外透明陶瓷材料；

其中，在步驟S3中，所述燒結處理采用真空燒結工藝，燒結溫度為1500～1850℃，保溫時間為0.1～15h；或者

在步驟S3中，所述燒結處理采用熱壓燒結工藝，燒結溫度為1200～1400℃，保溫時間為0.5～5h；或者

在步驟S3中，所述燒結處理采用放電等離子燒結工藝，燒結溫度為1100～1400℃，保溫時間為0.2～1h；或者

在步驟S3中，所述燒結工藝采用真空熱壓燒結工藝，燒結溫度為1300～1800℃，保溫時間為0.5～5h；

在步驟S4中，所述退火處理的退火氛圍包括空氣或者氧氣，退火溫度為1100～1500℃，保溫時間為4～48h。

2.如權利要求1所述的紅外透明陶瓷材料，其特征在于，

所述Gd₂O₃的納米粉末占所述納米復合粉體總摩爾量的百分數為5～15％。

3.一種如權利要求1或2所述的紅外透明陶瓷材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、采用含Y的原料、含Mg的原料以及含Gd的原料制備所述納米復合粉體；

其中，含Y的原料為Y的氧化物、鹽或鹽的結晶水合物，含Mg的原料為Mg的氧化物、鹽或者結晶水合物，含Gd的原料為Gd的氧化物、鹽或鹽的結晶水合物；

S2、將步驟S1得到的納米復合粉體壓制成型處理，得到成型素坯；

S3、將所述成型素坯進行燒結處理，得到納米復合燒結體；

S4、對所述納米復合燒結體進行退火處理，得到所述紅外透明陶瓷材料；

其中，在步驟S3中，所述燒結處理采用真空燒結工藝，燒結溫度為1500～1850℃，保溫時間為0.1～15h；或者

在步驟S3中，所述燒結處理采用熱壓燒結工藝，燒結溫度為1200～1400℃，保溫時間為0.5～5h；或者

在步驟S3中，所述燒結處理采用放電等離子燒結工藝，燒結溫度為1100～1400℃，保溫時間為0.2～1h；或者

在步驟S3中，所述燒結工藝采用真空熱壓燒結工藝，燒結溫度為1300～1800℃，保溫時間為0.5～5h；

在步驟S4中，所述退火處理的退火氛圍包括空氣或者氧氣，退火溫度為1100～1500℃，保溫時間為4～48h。

4.如權利要求3所述的紅外透明陶瓷材料的制備方法，其特征在于，

在步驟S3中，得到所述納米復合燒結體后，再經過熱等靜壓燒結工藝進行燒結，燒結溫度為1500～1850℃，保溫時間為2～10h，然后再進入到步驟S4；和/或

在步驟S4中，所述退火處理包括兩次，所述納米復合燒結體經過第一次退火處理后，再經過熱等靜壓燒結工藝進行燒結，燒結溫度為1500～1850℃，保溫時間為2～10h，接著再經過第二次退火處理，得到所述紅外透明陶瓷材料。