莫來石透明材料的快速制備與透波性能研究.pdf

1、莫來石由于其優(yōu)異的介電性能和高溫環(huán)境中優(yōu)良的中紅外透過性能，能運用在使用條件苛刻的環(huán)境中作為窗口材料。制備高純、均勻、超細的莫來石粉末，探索最優(yōu)化的燒結工藝制備莫來石透明塊體，拓寬其紅外窗口、提高透過率，具有重要的實際意義。本研究采用溶膠—凝膠（Sol—Gel）法制備高純、均勻的莫來石前驅體粉末，結合SPS燒結特點，選擇具有良好燒結活性的莫來石粉末快速制備完全致密化、顯微結構為類等軸晶的塊體材料，獲得紅外光學性能優(yōu)良的莫來石陶瓷。

2、 ⑴以正硅酸乙酯（TEOS）、硝酸鋁為原料，采用溶膠—凝膠工藝，制備莫來石前驅體，球磨工藝細化分散干凝膠形成莫來石前驅體，利用SPS脈沖加熱和SHS化學爐熱處理合成制備超細莫來石粉體。重點討論了熱處理溫度、升溫速率、保溫時間和熱處理重量對莫來石粉末合成的影響。SPS系統(tǒng)中最優(yōu)化工藝為，最高溫度：1200℃，升溫速率：100K/min，保溫時間：5min。合成過程中相變過程為：amorphous→amorphous SiO2+γ—Al2

3、O3→amorphous SiO2+ spinels→amorphous SiO2+spinels+mullite→mullite?？焖偕郎厮俾十a生的大溫度梯度使粉末合成反應過程中伴隨著粉末的爆裂，利用最佳工藝能夠得到超細莫來石粉末，粉末的晶粒尺寸為20nm，顆粒尺寸1.04μm。SHS化學爐最佳反應體系TiC含量占總反應體系的30mol.％，反應體系最高溫度為1350℃。莫來石粉末的晶粒尺寸小于50nm。隨著熱處理的溫度增加，晶粒大小

4、有明顯增長。 ⑵探索了Alfa Aesar、ALDRICH莫來石粉、自制的A粉、B粉等四種莫來石粉體的放電等離子燒結（SPS）最佳燒結條件。燒結溫度是影響燒結的關鍵因素，升高燒結溫度可以較明顯的提高材料的致密度，但高的燒結溫度以及長的保溫時間仍無法使上述四種粉體達到完全致密，同時會產生嚴重的滲碳和晶粒異常生長現象，滿足不了制備莫來石透明陶瓷微結構要求，各種粉體不適宜制備莫來石透明陶瓷。 ⑶采用反應燒結法，利用燒結活性強的