耐高溫透紅外AlON陶瓷的制備及性能研究.pdf

1、耐高溫透紅外AlON陶瓷具有良好的力學(xué)、光學(xué)和物理化學(xué)性能，是一類(lèi)很有發(fā)展前景的高溫透紅外材料，作為紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈的關(guān)鍵光學(xué)器件因而也是很重要國(guó)防軍事材料。因此，本文針對(duì)高性能耐高溫透紅外AlON陶瓷的制備，開(kāi)展了高溫固相法合成高純超細(xì)AlON粉末的制備和性能研究，并以制備出的AlON粉末為原料通過(guò)熱壓燒結(jié)法制備AlON陶瓷。
　　本文首先研究了以γ-Al2O3和AlN為原料高溫固相法合成AlON的反應(yīng)溫度、保溫時(shí)間和原料配比等對(duì)生

2、成AlON粉末的影響。結(jié)果表明：當(dāng)原料混合粉末中AlN含量為30mol％時(shí)，在1800℃溫度下保溫3h后得到純相的AlON粉末，粉末平均粒徑約5μm。并且，通過(guò)對(duì)晶格常數(shù)的計(jì)算，從晶格常數(shù)與AlON晶體的對(duì)應(yīng)組成的關(guān)系中，得到所合成的尖晶石型AlON的化學(xué)式為Al17O21N3。其次，在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，探索了以Al2O3氣凝膠和AlN為原料高溫固相法合成AlON粉體。結(jié)果表明：通過(guò)對(duì)Al2O3氣凝膠的分析，理論上證實(shí)了采用Al2O3氣

3、凝膠和AlN為原料高溫固相法對(duì)于合成高純、超細(xì)、高活性AlON粉體具有很大潛力，并AlN含量為30mol%的混合原料，在1800℃溫度下保溫4h合成了純相的AlON粉末。最后，將γ-Al2O3和AlN為原料高溫固相法合成AlON的純相的AlON粉體，通過(guò)空氣氣氛中650℃保溫1h的除碳處理和球磨工藝后作為原料粉體，研究了AlON粉體熱壓燒結(jié)法制備耐高溫透紅外AlON中不同的燒結(jié)溫度、壓力、保溫時(shí)間、燒結(jié)助劑等因素對(duì)AlON陶瓷的致密度、

4、力學(xué)和光學(xué)等性能的影響。結(jié)果表明：當(dāng)添加Y2O3燒結(jié)助劑量為0.5wt%在30MPa壓力在1800℃條件下保溫3h后可得到的AlON陶瓷，致密度為99.76%，彎曲強(qiáng)度為231.53MPa，彈性模量為146.89GPa。在1900℃燒結(jié)溫度下，并在30MPa壓力保溫1h后，添加0.5wt%Y2O3燒結(jié)助劑制備出的AlON陶瓷，其紅外透過(guò)率僅為30%左右，而未添加燒結(jié)助劑的AlON粉末在同樣條件下，制備出的AlON陶瓷紅外透過(guò)率可達(dá)50%