提高氧化铝透明陶瓷的透明度..doc

提高氧化铝透明陶瓷的透明度 氧化铝透明陶瓷:又称半透明氧化铝陶瓷或透明多晶氧化铝陶瓷主晶相为α-A12O3。密度3.98g/cm3以上。直线透光率90%～95%以上。介电常数大于9.8。介电损耗角正切值小于2.5×10-4(1GC)，抗弯强度大于350～380MPa。击穿强度6.0～6.4kV/mm。热膨胀系数(6.5～8.5)×10-6/℃。高温下具有良好耐碱金属蒸气腐蚀性。 原料为纯度99.99%以上的Al2O3，添加少量纯氧化镁、三氧化二镧、或三氧化二钇等添加剂，采用连续等静压成型，气氛烧结或热压烧结，严格控制晶粒大小，可获得高致密透明陶瓷。 用于制造高压钠灯的发光管(工作寿命可超过2万h)。也可用作微波集成电路基片、轴承材料、耐磨表面材料和红外光学元件材料等。 1. 概述 透明陶瓷特性： 耐高温 耐腐蚀 高绝缘 高强度 透明 一般陶瓷— 气孔、杂质、晶界、结构 ˉ 对光反射损失+吸收损失 ˉ 光学不透明 2.透光模型 表面反射光 - 入射光 ? 陶瓷材料 ? 透射光 ˉ 内部吸收光 + 散射光 - - 晶体本身+杂质 外表+内散射中心 ˉ 杂质+微气孔+晶粒直径 ˉ 散射量最大 ? 入射光波长=晶粒直径 3.陶瓷透光的基本条件 1)致密度理论密度的99.5% 2)晶界无空隙 或 空隙大小入射光波长 3)晶界无杂质及玻璃相，或其与微晶体的光学性质相似 4)晶粒较小且均匀，其中无空隙 5)晶体对入射光的选择吸收很小 6)晶体无光学异向性(立方晶系) 7)表面光洁 4.工艺原理 （1）控制以体积扩散为烧结机制的晶粒长大过程 晶粒过快生长—晶界裂缝，封闭气孔 晶粒生长速度 气孔移动速度 — 包裹于晶体内的气孔更不易排出 加入适量MgO(0.1-0.5%) ? 透明Al2O3陶瓷 ˉ 1)MgAl2O4 晶界析出，阻止晶界过快迁移 2)MgO较易挥发，防止形成封闭气孔 ˉ 限制晶粒过快生长—微晶结构透明Al2O3陶瓷 （2）控制气孔平均尺寸 烧结透明Al2O3陶瓷：晶粒~25mm，大小均匀 气孔半径0.5-1.0mm 气孔率0.1% 热压烧结Al2O3陶瓷：晶粒1-2mm，大小不均 气孔半径~0.1mm 对可见光散射效应强 在可见光区透光率：烧结瓷 热压瓷 （3）其他因素：原料纯度、细度，成型方法，烧结气氛等