中國粉體網(wǎng)訊  透明陶瓷是先進陶瓷材料中十分獨特的一個分支,。就其化學組分,、相結(jié)構(gòu)和制備工藝以及性能要求而言，透明陶瓷是當前先進陶瓷領(lǐng)域中化學與相組成最為純凈,、致密度最高、工藝要求最嚴格,，同時性能要求最苛刻的一類陶瓷材料,。

自1959年,，美國GE公司的COBLE等陶瓷學家成功制備出第一塊透明氧化鋁陶瓷以來，透明陶瓷的研究和發(fā)展進入了新的階段,，引發(fā)了透明陶瓷研究和應(yīng)用的開發(fā)熱潮。到目前為止,，科研工作者已經(jīng)開發(fā)出了Al₂O₃、MgO,、Y₂O₃、TiO₂,、CaO、ThO₂,、ZrO₂等氧化物透明陶瓷以及AlN,、ZnS,、CaF₂、MgF₂等非氧化物透明陶瓷,。

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氧化鋁透明陶瓷因具有耐高溫、耐腐蝕,、高強度,、高韌性和良好的透光性能，并且由于制備成本低,，被廣泛應(yīng)用于照明領(lǐng)域的高壓鈉燈、陶瓷金鹵燈的陶瓷放電管,，電子工業(yè)領(lǐng)域的集成電路基片,、高頻絕緣材料,，以及紅外檢測窗口等領(lǐng)域。氧化鋁透明陶瓷是一種多晶無機材料,，由多種顯微組織組成，包括晶粒,、晶界、第二相,、氣孔等，由于各自折射率的差異(理論透光率為86%),，導(dǎo)致材料的透光性較低。

所以,，在氧化鋁透明陶瓷的制備過程中，除了采用高純度的原料粉體外,，還需加入極少量的燒結(jié)助劑來促進燒結(jié)致密化以及燒結(jié)收縮過程中氣孔的排除。此外,，微量燒結(jié)助劑還具有抑制晶粒異常生長的作用，因而燒結(jié)助劑的選擇及其含量對最終獲得高質(zhì)量的透明陶瓷至關(guān)重要,。今天我們就來了解一下MgO作為燒結(jié)助劑對氧化鋁透明陶瓷的影響。

MgO對氧化鋁透明陶瓷的影響

1,、對相對密度的影響

添加適量氧化鎂的氧化鋁透明陶瓷相對密度會有所提高，但是需要注意的是,，隨著MgO摻雜量的增大,，其相對密度有所下降,，這是因為MgO添加劑過多會引起氣孔的增加而不利于樣品的致密化,。當MgO的添加量在0.05%左右時，相對密度達到了99.5%,，陶瓷樣品致密度非常高,，透過率也達到最高,。

同時，隨著保溫時間的延長,，陶瓷樣品的相對密度也隨之提高。說明隨著保溫時間的延長,，陶瓷晶粒得到進一步的生長和完善，陶瓷樣品中的氣孔得到了進一步的排出,，使樣品的相對密度有所增加,。因此,，延長保溫時間可以得到致密度更好透光率更優(yōu)的透明Al₂O₃陶瓷。

2,、對顯微結(jié)構(gòu)的影響

MgO添加量的增加，陶瓷晶粒更加細小,。這是因為在陶瓷中形成的MgO·Al₂O₃尖晶石相可以阻礙晶界移動,，抑制晶粒的生長,。但如果MgO的添加量過大，氣孔也逐漸增多,。造成這種現(xiàn)象的原因可能是摻雜量過大會在晶界處形成不連續(xù)的液相,，從而使得微小氣孔聚合成較大氣孔并殘留其中,。這種氣孔排除較慢,，因此當添加量過大時，體積密度反而呈現(xiàn)下降的趨勢,。

3、對光學性能的影響

當MgO的摻雜量較低時,，透明陶瓷的光透過率比較高，這是由于適量的MgO可以抑制晶界的快速移動,，使得氣孔排出比較完全,，陶瓷更加致密,，透過率較高。但隨著摻雜量的增加,，MgO含量超過在Al₂O₃中的固溶度后，會局部形成第二相,，形成光的散射中心，造成透明陶瓷透過率的下降,。

參考來源：

[1]張笑.MgO對快速燒結(jié)制備氧化鋁透明陶瓷光學性能的影響

[2]余海龍等.MgO對Al₂O₃透明陶瓷顯微結(jié)構(gòu)和透光性能的影響

[3]覃顯鵬等.MgO對YAG透明陶瓷燒結(jié)性能的影響

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/山川）

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