透明氧化铝陶瓷.pptx
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1、透明氧化铝陶瓷的性能透明氧化铝陶瓷的影响因素透明氧化铝透明陶瓷的制备方法透明氧化铝陶瓷的应用及发展前景我要讲述的内容是:第1页/共21页氧化铝陶瓷是第一个实现透明化的先进陶瓷材料,拓展了先进陶瓷材料的研究和应用领域。第一例透明陶瓷是1962年在美国制备成功的氧化铝透明陶瓷。将MgO、ZnO、NiO等添加剂掺入高纯细散的氧化铝。随后,氧化钇透明陶瓷、氮化铝透明陶瓷、电光透明陶瓷和激光透明陶瓷等相继实现。第2页/共21页透明陶瓷作为先进陶瓷与普通陶瓷相比,除了具有高温、耐腐蚀、高绝缘高强度特性,又具有玻璃的光学性能,还对可见光及红外光有良好的透光性。因为这种陶瓷良好的透光性,所以叫做透明陶瓷。透明
2、氧化铝的特点第3页/共21页透明氧化铝陶瓷可以用来制作高发光效率的高压钠灯的发光管,另外,利用其透光性也被用作高温下检测红外线的窗口材料,单晶氧化铝的蓝宝石、含有Cr2O3的Al2O3单晶的红宝石,它可作为固体激光器的振荡元件材料。上图为透明氧化铝陶瓷质的高压钠发光管第4页/共21页普通陶瓷不是透明的,那么是怎样实现陶瓷的透明化的?影响氧化铝透明性的因素主要有哪些?a 气孔率b晶界结构c陶瓷晶粒尺寸d表面加工光洁度第5页/共21页a气孔率 对透明陶瓷透光性能影响最大的因素是气孔率。透明陶瓷的制备过程实质上就是在烧结过程中完全排除显微气孔的致密化过程。气孔尺寸、数量、种类都会对陶瓷材料的透明性产
3、生显著影响。制品的透明度对气孔率十分敏感,气孔率的微小变化可显著改变材料透光率。陶瓷体中闭口气孔率025变为085时,透过率降低33%。制备较高透光率的陶瓷的最大条件就是最大限度的降低气孔率,特别是显气孔率。这也是透明氧化铝陶瓷致密度通常要大于99.9%的原因。第6页/共21页除了气孔率之外,气孔的直径对透明氧化铝陶瓷的透光性也有很大的影响。上图为气孔率为上图为气孔率为0.1%时时Al2O3透明陶瓷线透明陶瓷线性透过率与气孔直径的关系。性透过率与气孔直径的关系。第7页/共21页b晶界结构第8页/共21页 c陶瓷晶粒尺寸透明氧化铝陶瓷的透光率取决于陶瓷多晶体的晶粒尺寸,当入射光波长等于晶粒尺寸时
4、,光的散射效应最大,透光率最低。固提高透明氧化铝陶瓷的透光率,应将陶瓷的晶粒尺寸控制在入射光的波长范围之外。第9页/共21页 d表面加工光洁度透明氧化铝陶瓷的透光率还受表面光洁度的制约。烧结后未经处理的陶瓷表面具有较高的粗糙度,光线入射到这种面上会发生漫反射。陶瓷的粗糙度越大,其透明度就越低。对陶瓷表面进行研磨和抛光处理会大大提高透光率。第10页/共21页透明氧化铝陶瓷的制备工艺1粉体制备2成型技术3烧结工艺第11页/共21页1粉体制备新的粉体制备工艺有激光等离子体法、喷雾干燥法、自蔓高温合成法等。下面就简单介绍其中的两种方法。第12页/共21页a自蔓延高温合成法(SIB)自蔓延高温合成法制备
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