[發(fā)明專利]一種YAG基透明陶瓷的工業(yè)化生產(chǎn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110183651.9
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號(hào): CN112851331A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張樂;邵岑;李延彬;邱凡;羅澤
• 申請（專利權(quán)）人: 新沂市錫沂高新材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): C04B35/44
• 分類號(hào): C04B35/44;C04B35/505;C04B35/622;C04B35/64
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 周敏

本發(fā)明公開了一種YAG基透明陶瓷的工業(yè)化生產(chǎn)方法，采用氧化釔、氧化鋁、稀土金屬氧化物為原料，依次加入分散劑和燒結(jié)助劑、增塑劑、促溶型表面活性劑進(jìn)行球磨混合，得到陶瓷漿料，過篩后采用流延成型、溫等靜壓工藝得到陶瓷素坯，經(jīng)排膠、真空燒結(jié)、退火得到高質(zhì)量透明陶瓷。本發(fā)明采用固相反應(yīng)法、水基流延成型、真空燒結(jié)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了YAG基透明陶瓷的的連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)出的陶瓷素坯厚度均勻、表面光澤亮麗、無缺陷、批次穩(wěn)定性高，燒結(jié)后的陶瓷致密度高、均勻性好，無需對水基陶瓷漿料進(jìn)行真空除泡，生產(chǎn)周期短、節(jié)能環(huán)保、無毒無害、產(chǎn)量高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及先進(jìn)功能陶瓷制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種YAG基透明陶瓷的工業(yè)化生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

1957年，美國科學(xué)家Coble制造出世界上第一塊透明氧化鋁陶瓷“Lucalox”，標(biāo)志著一種具有傳統(tǒng)陶瓷功能特性的新型特種材料的誕生。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，透明陶瓷產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了具有氧化鋁透明陶瓷、氧化釔透明陶瓷、氮化鋁透明陶瓷、電光透明陶瓷和激光透明陶瓷等等一系列的陶瓷產(chǎn)品。但是，透明陶瓷及其相關(guān)產(chǎn)品并未進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。歸根結(jié)底，造成這種現(xiàn)象的根本原因在于，透明陶瓷產(chǎn)業(yè)入場技術(shù)門檻高、工業(yè)化制備瓶頸多。

以釔鋁石榴石(YAG)透明陶瓷為例，其具有穩(wěn)定的物理和化學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于激光基體材料、熒光材料、陶瓷裝甲等方面。但是，目前圍繞YAG透明陶瓷的制備方案，往往局限于實(shí)驗(yàn)室小試階段，無法滿足企業(yè)工業(yè)化生產(chǎn)制備的實(shí)際需求。

CN101486574公開了一種固相反應(yīng)制備YAG透明陶瓷粉體的方法，僅僅能實(shí)現(xiàn)純YAG相的粉體制備，無法實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量YAG透明陶瓷的制備。CN104276818A公開了一種多層復(fù)合YAG透明陶瓷的制備方法，采用無水乙醇作為介質(zhì)來制備透明陶瓷，具有較高的生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)和生產(chǎn)安全隱患，對透明陶瓷的連續(xù)式工業(yè)化生產(chǎn)不利。CN104291823A公開了一種YAG透明陶瓷及其制備方法，需要加載10-20MPa的煅燒壓力，對設(shè)備要求高，生產(chǎn)成本高。CN107129293A和CN107200575A公開的YAG基透明陶瓷的制備的方法，需要預(yù)先通過無水乙醇作為介質(zhì)合成YAG的混合粉體，來制備YAG基透明陶瓷，不適用于YAG基透明陶瓷的工業(yè)化生產(chǎn)。

因此，開發(fā)出一種YAG基透明陶瓷材料的工業(yè)化生產(chǎn)方案具有重大的發(fā)展意義、戰(zhàn)略意義，才能滿足未來對于YAG基透明陶瓷的應(yīng)用需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種YAG基透明陶瓷的工業(yè)化生產(chǎn)方法，能夠?qū)崿F(xiàn)YAG基透明陶瓷的連續(xù)式生產(chǎn)，且制備出的透明陶瓷批次穩(wěn)定性高，性能穩(wěn)定。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種YAG基透明陶瓷的工業(yè)化生產(chǎn)方法，包括以下步驟：

(11)將按照(Y_1-xRe_x)₃Al₅O₁₂的化學(xué)計(jì)量比分別稱量原料粉體氧化釔、氧化鋁、稀土金屬氧化物，x為部分Re原子取代Y原子的物質(zhì)摩爾量，x的取值為0-0.6，所述稀土金屬氧化物為Nd₂O₃、CeO₂、Eu₂O₃、Gd₂O₃、Ho₂O₃、Yb₂O₃、Cr₂O₃中的一種或幾種；并加入分散劑、燒結(jié)助劑進(jìn)行球磨混合，同時(shí)保持球磨罐內(nèi)的物質(zhì)總量的體積不超過球磨罐的三分之一，球磨時(shí)間為18-26h；

(12)向球磨罐中加入增塑劑聚乙二醇，繼續(xù)球磨，球磨時(shí)間為0.5-3h，再加入促溶型表面活性劑，所述促溶型表面活性劑的主要成分為聚醚類或聚亞醚類混合有機(jī)物，繼續(xù)球磨，球磨時(shí)間為0.5-3h；