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专利号: 2019108639317
申请人: 江苏师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水泥;混凝土;人造石;陶瓷;耐火材料〔4〕
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种提升YAG基透明陶瓷掺杂离子固溶度的方法,其特征在于,所制备的YAG基透明陶瓷组分满足下式:(RexY1‑x)3(CryAl1‑y‑z)5O12,

式中x的取值范围是0.06≤x≤0.08,y的范围是0≤y≤0.05,z的范围是‑0.028≤z≤

0.020,其中z≠0,Re为Ce、Nd、Ho的一种;

具体步骤如下:

S1.浆料配制:根据化学式(RexY1‑x)3(CryAl1‑y‑z)5O12,0.06≤x≤0.08,0≤y≤0.05,‑

0.028≤z≤0.020,其中z≠0,中各元素的化学计量比分别称取Y2O3粉体、α‑Al2O3粉体、Re2O3粉体或ReO2粉体、Cr2O3粉体,称量后置于球磨罐中,加入烧结助剂、分散剂和无水乙醇配制浆料,所述烧结助剂为正硅酸乙酯、氧化镁、氧化钙、氟化镁、氟化钙的一种或多种,烧结助剂总添加量为Y2O3粉体、α‑Al2O3粉体质量总和的0.02‑0.80wt.%;

S2.球磨及粉体处理:将装有浆料和磨球的球磨罐置于球磨机中进行球磨,得到混合浆料,将混合浆料置于烘箱中干燥,再将干燥后的粉料研磨过筛;

S3.粉体成型:将步骤S2中过筛后的粉体置于模具中,采用10Mpa‑80Mpa压力压制成素坯,将获得的素坯置于密封袋中,于80Mpa‑300Mpa压力下冷等静压成型,保压时间为1‑

40min;将上述冷等静压压制后的素坯置于马弗炉中,在空气或氧气气氛下于400‑1200℃预煅烧2‑16h,并降温至20‑50℃;

S4.素坯烧结:将步骤S3中预煅烧后的素坯置于真空烧结炉中,首先于1300‑1600℃保温1‑10h使陶瓷实现完全纯相转变,然后升温至1660℃‑1850℃真空烧结陶瓷4‑90h,并降温‑3 ‑5至30‑50℃,真空度为10 ‑10 Pa,真空烧结阶段的升温速率为0.5‑15℃/min,降温速率为

1‑55℃/min;

S5.退火:将真空烧结后的陶瓷在空气或氧气气氛下,于850‑1550℃退火2‑80h,并降温至室温,退火阶段的升温速率为2‑50℃/min,降温速率为5‑55℃/min;

S6.磨砂抛光:退火后的陶瓷进行磨砂减薄和抛光处理,得到厚度为1‑5mm的YAG基透明陶瓷材料。

2.根据权利要求1所述的一种提升YAG基透明陶瓷掺杂离子固溶度的方法,其特征在于,步骤S1中,所述分散剂为DS005,分散剂添加量为Y2O3粉体、α‑Al2O3粉体质量总和的

0.03‑1.20wt.%;最终配制的浆料固含量为25%‑60vol.%。

3.根据权利要求1所述的一种提升YAG基透明陶瓷掺杂离子固溶度的方法,其特征在于,所述球磨罐为氧化铝球磨罐、尼龙球磨罐或聚四氟乙烯球磨罐的一种;所述磨球为高纯氧化铝球、高纯氧化锆球或玛瑙球的一种。

4.根据权利要求1所述的一种提升YAG基透明陶瓷掺杂离子固溶度的方法,其特征在于,步骤S2中,球磨转速为80‑300r/min,球磨时间为8‑40h;干燥温度为35‑150℃,干燥时间为2‑50h;过筛的目数为50‑200目,过筛次数为1‑10次。

5.根据权利要求1所述的一种提升YAG基透明陶瓷掺杂离子固溶度的方法,其特征在于,步骤S3中,预煅烧阶段的升温速率为0.3‑20℃/min,降温速率为2‑40℃/min。