低介透明微波陶瓷制備及其性能研究.pdf

1、尖晶石透明陶瓷，作為一種常見的多晶透明陶瓷，具有良好的化學穩(wěn)定性和機械穩(wěn)定性，優(yōu)良的抗熱沖擊性能和優(yōu)異的熱膨脹系數(shù)，以及多波段、寬范圍的高透過特性。
　　本文以尖晶石基透明陶瓷（MAl2O4，M=Mg，Zn）為研究對象，首先采用高溫焙燒法，以M/Al原子比1:2，MgSO4·7H2O或ZnSO4·7H2O和NH4Al(SO4)2·12H2O硫酸鹽作為原料，制備高純MgAl2O4、Zn:MgAl2O4和純 ZnAl2O4納米粉體，采

2、用 SEM、TEM對其粒徑和形貌進行表征，結果表明：采用高溫焙燒法制備的粉體平均粒徑在20nm左右，粒徑分布較均勻，形貌上粉體呈現(xiàn)球狀和蠕蟲狀。
　　其次，探討了放電等離子燒結技術(SPS)制備MgAl2O4透明陶瓷的最佳制備工藝，利用X射線衍射（XRD）、透射電鏡（TEM）、掃描電鏡（SEM）等分析測試方法，研究了工藝條件對MgAl2O4粉體和透明陶瓷的微觀形貌、結構和成份的影響；采用紅外透過光譜(IR)、紫外可見光透過光譜(U

3、V-Vis)等研究了MgAl2O4透明陶瓷的光學性能；采用掃描電鏡（SEM）研究其耐強酸、強堿及耐高溫侵蝕能力，結果表明：MgAl2O4透明陶瓷樣品在紅外波段均具有較高的透過率，2000nm處的直線透過率 Tin,2000均大于80％；550nm處的直線透過率 Tin,550最高達66.6%；MgAl2O4透明陶瓷在180℃沸騰的磷酸中耐腐蝕能力較差，陶瓷表面被破壞時間小于20s；而在熔融NaOH中，其抗腐蝕破壞時間比在沸騰磷酸中的稍長

4、。高溫熱侵蝕結果表明其在低于1200℃的大氣環(huán)境中具有較好的耐熱腐蝕能力。
　　采用正交試驗方法，系統(tǒng)地研究了SPS技術制備Zn:MgAl2O4透明陶瓷的工藝優(yōu)化過程，探討了鋅含量、燒結溫度和保溫時間對樣品直線透過率（Tin）的影響，確定了SPS制備Zn:MgAl2O4明陶瓷的最佳工藝條件。結果表明，SPS最優(yōu)化工藝條件為：添加鋅濃度1.5at%，燒結溫度1325℃，保溫時間10min。該條件下制備的樣品在550nm和2000nm