[發明專利]一種高透光新型透明陶瓷制備工藝

在審

• 申請號: 202010429373.6
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111423219A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 李多芹
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/622;C04B35/638
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種高透光新型透明陶瓷制備工藝，屬于陶瓷制備技術領域，可以實現采用納米氧化鋁粉末，提高陶瓷的純度和細度，且顆粒分布十分均勻，并于坯體燒結的過程中創新性的引入雙伸式消孔裝置，通入混合有納米氧化鋁粉末的氫氣氣氛，利用氫氣原子半徑小、擴散速率大的特點，通過夾帶的納米氧化鋁粉末不僅可以快速排出坯體中的氣孔，同時利用臨時浸潤有粘結劑的納米氧化鋁粉末可以加速擠出氣體并進行填充修補，提高陶瓷燒結的晶體致密度，并且雙伸式消孔裝置于坯體近表面處的氣流沖擊，一方面可以加速氣孔消除，另一方面可以利用微沖擊作用改善坯體的應力結構，促進物質遷移和晶界移動，從而顯著提高陶瓷的透明度和強度性能。

技術領域

本發明涉及陶瓷制備技術領域，更具體地說，涉及一種高透光新型透明陶瓷制備工藝。

背景技術

透明陶瓷是指采用陶瓷工藝制備的具有一定的透光性的多晶材料。透明陶瓷不但具有陶瓷所固有的高強度、高硬度、耐高溫、耐腐蝕、優良的化學穩定性等性能，又具有玻璃的光學性能以及優良的介電性能、低電導率、高熱導率等許多其他材料所無可比擬的性能，因此可以廣泛地應用在照明技術、激光技術、特種儀器制造、高溫技術、無線電子學，信息探測技術以及軍事工業等高技術領域透明氧化鋁陶瓷是第一種實現透明的陶瓷，不但具有高強度、高硬度、耐腐蝕、耐高溫等特點，而且對可見光和紅外光有良好的透過性，同時原料易得，價格低廉，因此廣泛地應用在透明陶瓷放電管、透明陶瓷裝甲、襯底材料和封裝材料。

透明氧化鋁陶瓷的透明度一般取決于內部雜質和氣孔，雜質能吸收光，氣孔可以令光產生散射，所以不透明，而選用高純原料，并通過工藝手段排除氣孔，就能得到像玻璃一樣透明的透明陶瓷，制備透明陶瓷的關鍵：一是提高陶瓷的純度和細度，且顆粒均勻，如采用粒徑為0.3μm的氧化鋁為原料；二是降低陶瓷結晶過程中晶體生長的速度，這樣就可以依靠晶粒邊界的緩慢移動把微氣孔排除；三是減少燒成過程中窯爐中的空氣含量，盡量使其達到真空狀態。

但是現有的透明陶瓷制備工藝在雜質方面可以做到極低至不影響透過率，但是氣孔的消除仍然存在缺陷，陶瓷成品中往往存在許多微氣孔無法在燒結過程中得以消除，從而導致陶瓷的透明度無法得到明顯改善，制約透明陶瓷的進一步發展和生產應用。

發明內容

1．要解決的技術問題

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種高透光新型透明陶瓷制備工藝，它可以實現采用納米氧化鋁粉末，提高陶瓷的純度和細度，且顆粒分布十分均勻，同時在工藝上進行優化減少雜質和氣孔的產生，并于坯體燒結的過程中創新性的引入雙伸式消孔裝置，配合爐膛的高溫燒結，通入混合有納米氧化鋁粉末的氫氣氣氛，利用氫氣原子半徑小、擴散速率大的特點，通過夾帶的納米氧化鋁粉末不僅可以快速排出坯體中的氣孔，同時利用臨時浸潤有粘結劑的納米氧化鋁粉末可以加速擠出氣體并進行填充修補，提高陶瓷燒結的晶體致密度，并且雙伸式消孔裝置于坯體近表面處的氣流沖擊，一方面可以加速氣孔消除，另一方面可以利用微沖擊作用改善坯體的應力結構，促進物質遷移和晶界移動，從而顯著提高陶瓷的透明度和強度性能。

2．技術方案

為解決上述問題，本發明采用如下的技術方案。

一種高透光新型透明陶瓷制備工藝，包括以下步驟：

S1、取納米氧化鋁粉末、添加劑和去離子水均勻混合后投入至球磨機內球磨4-12h，期間投入消泡劑和粘結劑，球磨結束后得到水基混合漿料；

S2、以氧化鋁制的坩堝盛放水基混合漿料并置于烘箱內，在80-120℃的溫度下烘干后取出，粉碎后過篩分離出大顆粒的塊狀粉體；

S3、取過篩后的粉體進行造粒、壓片，施以200MPa以上冷等靜壓成坯體，并對坯體進行脫脂處理；