[发明专利]氧化铝基透明陶瓷材料的超重力辅助非平衡制备方法

权利要求书

1.一种氧化铝基透明陶瓷材料的超重力辅助非平衡制备方法，其特征是，该方法包括以下步骤：

1).原料及其预处理：将铝粉、分析纯金属氧化物粉末、分析纯稀土氧化物粉末助剂、分析纯碱土金属氧化物粉末助剂、分析纯非金属氧化物粉末助剂和分析纯氟化物粉末助剂，放入清洁的研磨机中，以无水乙醇为介质，调整研磨机的转速在100～300转/分钟范围内，对混合原料进行充分研磨混合后进行烘干处理，得到混合均匀且充分干燥的粉末料；将粉末料压坯，得到坯体物料；

各种原料配比按重量份计：铝粉为10～50份，分析纯金属氧化物粉末为10～80份，分析纯稀土氧化物粉末助剂为0～35份，分析纯碱土金属氧化物粉末助剂为0～10份，分析纯非金属氧化物粉末助剂为0～5份，分析纯氟化物粉末助剂为0～10份；以铝粉为基准；

2).超重力场中燃烧合成反应：将步骤1)得到的坯体物料装入反应容器中，然后将反应容器固定于超重力燃烧合成装置的反应腔内，关闭反应腔；启动超重力燃烧合成装置的真空泵，抽真空至反应腔内真空度为10～10000帕斯卡，关闭超重力燃烧合成装置的真空泵；启动超重力燃烧合成装置中的驱动装置，使反应容器高速旋转直至转速达到1000～5000转/分钟，然后启动超重力燃烧合成装置中的点火装置，采用反应体系的局部加热方式诱发坯体物料发生燃烧合成反应，关闭超重力燃烧合成装置中的点火装置，20～120分钟后关闭超重力燃烧合成装置中的驱动装置，使反应容器停止旋转，打开超重力燃烧合成装置的放气阀门待反应腔内为一个大气压后打开反应腔，待反应产物温度降至室温后将其取出，产物分为两层，上层为氧化铝基陶瓷块体；下层为金属副产物；

3).产物后处理：将步骤2)所制备的氧化铝基陶瓷块体样品放入高温炉内随炉升温，温度控制在1400～1550℃进行3～5小时热处理；然后对热处理完的样品表面进行研磨处理，取磨平的样品进行抛光，得到氧化铝基透明陶瓷材料样品。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的铝粉的粒度范围是10～200微米，纯度大于98％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的分析纯金属氧化物选自Fe₂O₃、Fe₃O₄、FeO、Co₃O₄、NiO、Ni₂O₃、CuO、Cu₂O、Cr₂O₃、CrO₃、MnO₂及V₂O₅中的一种以上。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的分析纯稀土氧化物助剂选自La₂O₃、Ce₂O₃、Y₂O₃、Eu₂O₃、Nd₂O₃、Gd₂O₃、Hf₂O₃及Sm₂O₃中的一种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的分析纯碱土金属氧化物助剂选自MgO及CaO中的一种。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的分析纯非金属氧化物助剂选自B₂O₃、SiO₂及P₂O₅中的一种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的分析纯氟化物助剂选自CaF₂、LiF及AlF₃中的一种。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征是：步骤3)所述的热处理环境为空气条件下。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的采用反应体系的局部加热方式诱发坯体物料发生燃烧合成反应，是通过给发热体通电加热方式来实现的，所采用的诱发反应的发热体为钨螺旋丝、碳纸或陶瓷发热体，通电电流为10～30安培。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征是：所述的压坯得到的坯体物料的相对密度为30～70％。