功能材料 透明陶瓷.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,1.,透明陶瓷的发展,目前已经开发的透明陶瓷有,氧化铝,透明陶瓷、,氧化钇,透明陶瓷、,氧化锆,透明陶瓷以及,电光,透明陶瓷和,激光,透明陶瓷等。,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。,氧化铝透明陶瓷是最早投入生产的透明陶瓷材料。将,MgO,、,ZnO,、,NiO,、,La2O3,等添加剂掺入高纯细散的,Al2O3,粉末中压制成型,并在氢气保护下或真空中焙烧,即可完全消除气孔,制得具有较高透明度的陶瓷材料。,PLZT,电光陶瓷是一种典型的透明铁电陶瓷,这种材料具有较高的,光透过率,和,电光效应,人工极化后还具有,压电,、,光学双折射,等特性。主要用于制作光调制器、光衰减器、光隔离器、光开关等光电器件,也可制成,PLZT,薄膜,在电光和光学方面具有较多的应用。,1.,透明陶瓷的发展,钇铝石榴石激光透明陶瓷最初是以,Al2O3,、,Y2O3,、,Nd2O3,为基体制备而成，因其具有较高的,机械强度,、良好的,化学稳定性,和,电物理性能,被认为是有希望的新一代,固体激光材料,。,2,.,透明陶瓷的制备,陶瓷材料的透光性受其,气孔率,、,晶体结构,、,原料与添加剂,、,烧成气氛,和,表面加工光洁度,等因素的影响,透明陶瓷制备技术关键在于排除陶瓷材料内部大量的,气孔,以达到陶瓷材料的气孔率为零或接近为零。根据透明陶瓷的类型不同,制备工艺差别较大。,2.1,粉料的制备,2,.,透明陶瓷的制备,作为制造烧结制品的原料粉末，其重要特性是,:,(1),粒子小，粒径分布范围窄,:,(2),粒子呈球状,;,(3),团聚粒子小，团聚强度低,;,(4),化学纯度和化学组成均匀性可以控制。,在烧结的过程中，从始至终都保持真空气氛（,10,-,MPa,）,真空度,的控制是实现陶瓷体致密化，降低气孔率的另一个关键因数。在真空气氛下，通过陶瓷体内部气孔达到负压而将其消除，在初始阶段，连通状态气孔绝大部分都被消除，并尽量降低后期孤岛状气孔的密度。,2,.,透明陶瓷的制备,2.2,烧结,为了达到陶瓷的透光性，应该无气孔、并且具有完善的晶界面和晶粒。除了气孔以外，陶瓷的边界还应该很薄且具有光学纯粹性，即光学性质一致性。在晶体边界上如果存在与基体结晶相光学性质不同的第二相导致光的反射与折射，也使陶瓷的透明度降低。,2,.,透明陶瓷的制备,1650,1700,1750,1800,2,.,透明陶瓷的制备,1 850,烧结不同时间后样品的显微结构,2,.,透明陶瓷的制备,从结构分析可知,:,样品基本达到,了理论密度,而且晶界平直,晶界不存在杂质相,因此,降低了因残余气孔和晶界引起的散射,使得材料有较高的透过率。,2,.,透明陶瓷的制备,3.,透明陶瓷的性能及应用,透明陶瓷材料不仅具有较好的,透明性,、,耐腐蚀性,能在,高温高压,下工作,而且还有许多其他材料无可比拟的性能,如,:,强度高,、,介电性能优良,、,电导率低,、,热导性好,等。,人们利用透明陶瓷的高温耐腐蚀性,制备了,高压钠灯,、,铯灯,、,钾灯,等新型灯具,;,利用它的,高强度,和,红外性能,制作导弹头部的,红外线整流罩,;,利用它的,透光性,、,耐高温性,制作,电焊面罩,及核试验中的,人体保护罩,;,利用它的透光性、高密度,制成具有高表面光洁度的制品。,在军事工业中,透明陶瓷还可以用来制成,透明防弹材料,。美国研究的用透明陶瓷代替传统的多层玻璃透明件作为透明装甲材料,开辟了透明陶瓷的新用途。替代的材料不仅在透明度上有大幅度提高,而且,重量,更轻、,强度,更高、,耐久性,更好、,抗穿透,和,抗划伤,能力更强。,在电子工业中,它被用来制造印刷线路的基板和镂板,;,在化学工业中,它用来替代不锈钢,具有很高的耐磨蚀性能,;,在仪表工业上,它可代替贵重的红宝石,大大降低了成本,;,在日常生活中,它还可以用来制作高级餐具、器皿等。,3.,透明陶瓷的性能及应用,透明氧化铝陶瓷对,可见光,和,红外光,具有良好的透过性，同时也具有高温强度大、耐热性好、耐腐蚀性强及电阻率大等特点，可应用于高压钠灯、金属卤化物灯等高强度气体放电灯的,放电管,以及,透红外窗口材料,。,3.,透明陶瓷的性能及应用,