鎂鋁尖晶石透明陶瓷材料的制備及性能.pdf

1、溶膠凝膠法制備粉體工藝，由于其具有產(chǎn)率高、制備純度高以及成本低等優(yōu)點，受到廣泛關注。然而關于溶膠凝膠法用于鎂鋁尖晶石透明陶瓷制備的報道較少。透明陶瓷的光學性能對氣孔、雜質(zhì)等極為敏感，高的氣孔率，缺陷數(shù)量以及雜質(zhì)含量均大大降低了材料的透光度。鎂鋁尖晶石透明陶瓷材料具有優(yōu)良的綜合性能，然而其燒結活性較差，燒結溫度高，合成粉體純度低，對高品質(zhì)鎂鋁尖晶石的制備提出了挑戰(zhàn)。因此，采用溶膠凝膠法制備高燒結活性尖晶石粉體及研究SPS燒結工藝對透明材料

2、性能影響具有重要的意義。
　　本文以硝酸鹽及檸檬酸為原料，通過溶膠凝膠法，成功制備了納米、高純度鎂鋁尖晶石粉末。結果表明，當檸檬酸與金屬陽離子摩爾比為1:1，300℃進行燃燒反應，得到成分均勻并具有最佳的低溫析晶性能的前驅(qū)體。前驅(qū)體在600℃開始析晶，800℃時能完全除去有機物。粉體尺寸及團聚程度隨焙燒溫度增加而增加。粉體在800℃/2h焙燒后其比表面積可達39.2m2/g，顆粒尺寸為17.1nm，并在SP S燒結中表現(xiàn)出最佳的燒

3、結活性。
　　陶瓷致密化行為及性能受燒結工藝影響。結果表明，采用SPS法在1400℃/40MPa/20℃/min工藝下制備陶瓷材料致密度最高，透光性最佳。陶瓷材料的力學及透光性能均隨升溫速率降低而提高，低的升溫速率有助于材料致密化及晶粒適當長大。燒結溫度提高可能導致滲碳加劇，過低燒結溫度材料致密度較差。在該工藝下制備材料其強度可達215 MPa。
　　以氟化鋰作為添加劑，可以有效的降低燒結開始溫度，提高材料致密度。并且在燒結

4、過程中產(chǎn)生的氣相，能夠除去S PS燒結過程中的沉積碳，提高材料光學性能。材料的彎曲強度、硬度以及彈性模量均隨著添加劑含量增加而增加。而當添加劑含量為1wt.％時，材料斷裂韌性及光學性能最高，透光率在2000nm波段達65%,，韌性為2.92 MP a?m1/2。添加劑含量繼續(xù)增加會形成殘留第二相，影響材料光學性能。
　　通過優(yōu)化制備工藝，使用SPS法在1400℃20-50℃/min工藝下以1wt.%LiF作為添加劑，制備材料組織成