[發(fā)明專利]一種高鋁含量鎂鋁尖晶石透明陶瓷粉體及其制備方法

在審

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• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111848184A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設計）人: 王皓;許亮;涂兵田
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B35/626
• 分類號: C04B35/626;C04B35/443
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 喬宇;李艷景

本發(fā)明公開了一種高鋁含量鎂鋁尖晶石透明陶瓷粉體及其制備方法。該透明陶瓷粉體分子式為MgO·nAl₂O₃，其中2.33≤n≤3.22，n為Al₂O₃與MgO的摩爾比。其制備為：1)將MgO粉末和α?Al₂O₃粉末預處理后混合，置于石墨模具中，再放置到大電流反應合成裝置中，保持惰性氣體壓力不大于0.05MPa，施加大電流12～15kA，以100～500℃/min的升溫速率加熱到1700～1900℃，保溫5～30min，以30～40℃/min速率冷卻后，得塊狀粗品，后處理即得透明陶瓷粉體。該方法流程簡單、合成效率高，所得透明陶瓷粉體純度高、分散性好、粒徑均勻細小，適用于制備透明陶瓷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于陶瓷材料合成制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高鋁含量鎂鋁尖晶石透明陶瓷粉體及其制備方法。

背景技術(shù)

鎂鋁尖晶石透明陶瓷材料具有熔點高、耐磨損、耐腐蝕、優(yōu)異的電絕緣性能，并且其透光范圍寬，涵蓋了近紫外到中紅外光區(qū)域，但與藍寶石、AlON等材料相比機械性能較低，限制了其應用領(lǐng)域；而鎂鋁尖晶石作為一種固溶體，其性能隨化學計量發(fā)生變化，這為技術(shù)上通過改變組成來調(diào)控材料性能提供了依據(jù)。當氧化鋁固溶進入尖晶石晶格時晶格常數(shù)減小，可以提高其力學性能，這使得鎂鋁尖晶石透明陶瓷可望滿足不同應用領(lǐng)域?qū)π阅艿囊?，如在軍事上作為紅外窗口材料和透明裝甲，民用方面則用于高壓燈管、光熱交換器等。

目前關(guān)于鎂鋁尖晶石透明陶瓷的制備方面，主要有兩種方法，一是反應燒結(jié)法，也稱為一步法，通常是以氧化鋁粉末和氧化鎂粉末為原料，經(jīng)混合后通過反應燒結(jié)直接獲得鎂鋁尖晶石透明陶瓷。二是兩步法，首先通過以氧化鋁粉末和氧化鎂粉末為原料合成單相的鎂鋁尖晶石透明陶瓷粉體，隨后通過燒結(jié)得到透明陶瓷。兩種方法比較而言，反應燒結(jié)法較為便利，但是該方法中的燒結(jié)和反應過程難以控制，容易產(chǎn)生第二相、體積膨脹等問題，難于制備出高質(zhì)量的鎂鋁尖晶石透明陶瓷。而兩步法不存在這些問題，且對于制備形狀復雜的高質(zhì)量鎂鋁尖晶石透明陶瓷更為有利，但關(guān)鍵問題是需制備出高性能的鎂鋁尖晶石透明陶瓷粉體。