透明氧化铝陶瓷的制备及其性能研究 |
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氧化铝陶瓷因具有耐高温、耐腐蚀、优良的力学、光学等物理化学性能，使其在机械、半导体、电子、军工、医学等高科技新技术领域拥有广泛的应用前景。本文采用化学沉淀法引入烧结助剂Y3+, La3+和Mg2+，通过真空烧结工艺制备了透明氧化铝陶瓷。采用密度测试、X射线衍射仪（XRD）、能谱分析仪（EDS）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外红外分光光度计及压痕法等对样品形貌、结构、光学和力学性能等进行了测试和表征，分析了烧结助剂及其引入方式对氧化铝陶瓷光透过率的影响。此外，本文采用溶胶-凝胶法，以异丙醇铝为原料，制备了稳定的勃姆石溶胶，并通过旋涂法制备了氧化铝陶瓷膜。采用傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、XRD、SEM及原子力显微镜（AFM）等分析了影响勃姆石溶胶稳定性和成膜情况的因素。 实验结果表明，采用化学沉淀法引入的烧结助剂可以均匀的分布在氧化铝陶瓷中，不存在团聚和出现第二相的情况。Y3+掺量的增加可以促使氧化铝陶瓷晶粒生长，降低其气孔率，提高样品的透光率。烧结助剂Mg2+，Y3+和La3+的最佳掺入量分别为0.15wt％，0.05wt%和0.05wt%，该掺量时获得的氧化铝陶瓷样品的晶粒尺寸均一，大小约为25-30μm，且没有气孔存在；其相对密度为99.62%，总透光率在350-800nm波长区域内大于80%。此外，由于Y和Mg含量的增加对样品的微观结构的影响不同，使得样品的维氏硬度随着Y含量的增加而有所增大，Mg对样品的维氏硬度几乎没有影响。采用溶胶-凝胶法配制勃姆石溶胶，当n(Al(C3H7O)3)∶n(H2O)∶n(HNO3)=1∶100∶0.3时，制备了淡蓝色透明溶胶，其表现出最佳的稳定性；优化溶胶膜的热处理工艺，防止烧结过程中膜破裂脱落，制备的膜样品表面光滑平整，均方根粗糙度（RMS）约为3.2nm，获得的陶瓷膜主晶相为α-Al2O3。 透明氧化铝陶瓷;溶胶凝胶法;烧结助剂;晶粒生长;透光率 西南科技大学 硕士 材料科学与工程 廖其龙 2017 中文 TQ174.758.11;TQ174.651 74 2018-01-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间） |
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