[发明专利]AlON透明陶瓷保形红外头罩及其制备方法

说明书

本发明提供一种AlON透明陶瓷保形红外头罩的制备方法，包括：将Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、AlN、PVB以及分散剂按照质量份数比为85‑90：10‑15：2‑10：0.05‑0.5加入到溶剂中湿混，随后进行造粒并干燥；将造粒粉在氮气氛围下煅烧，其中，煅烧温度1650‑1150℃，保温0.1‑6小时；将煅烧后的粉体以水为介质并加入烧结助剂进行球磨1‑10小时，随后依次加入丙烯酰胺、N,N’－亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵以及分散剂继续球磨，获得浆料的固含量为62‑13wt％；将所述浆料除泡，随后倒入红外头罩模具中，脱模后缓慢干燥获得生胚；将所述生坯在氮气氛围下，300‑600℃和150‑850℃下，经两段保温排胶，每段时间保温1‑10小时，排胶后升温到1900‑1950℃，保温10‑30小时，进行煅烧，随后降温到室温，经双面精细抛光后，获得高透明AlON保形红外头罩。

技术领域

本发明涉及一种AlON透明陶瓷保形红外头罩及其制备方法。

背景技术

氧氮化铝是Al₂O₃-AlN系统中的一种稳定相，不仅强度高、抗弯曲性能好，在近紫外到中红外波段透过率可达85%，其优异的光学和机械性能，可用于制作透明装甲材料。与单晶蓝宝石相比，氮氧化铝透明陶瓷可通过传统的陶瓷制备技术实现大尺寸、异形件的制备，降低加工成本。因此，氮氧化铝透明陶瓷可替代蓝宝石，用于制红外头罩。

氮氧化铝透明陶瓷制备过程可以概括为三个步骤：粉末合成、胚体成型和烧结。每一步都需要严格的工艺控制，对最终AlON陶瓷的性能有重要影响。目前，粉体常用碳热还原氮化法，其中碳热还原氮化法原料成本较低，但工艺复杂，需要除碳。

发明内容

本发明提供了一种AlON透明陶瓷保形红外头罩及其制备方法，可以有效解决上述问题。

本发明是这样实现的：

本发明提供一种AlON透明陶瓷保形红外头罩的制备方法，包括以下步骤：

S1，将Al₂O₃、AlN、PVB以及分散剂按照质量份数比为85-90：10-15：2-10：0.05-0.5加入到溶剂中湿混，随后进行造粒并干燥；

S2，将造粒粉在氮气氛围下煅烧，其中，煅烧温度1650-1750℃，保温0.1-6小时；

S3，将煅烧后的粉体以水为介质并加入烧结助剂进行球磨1-10小时，随后依次加入丙烯酰胺、N,N’－亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵以及分散剂继续球磨，获得浆料的固含量为62-73wt%；

S4，将所述浆料除泡，随后倒入红外头罩模具中，脱模后缓慢干燥获得生胚；

S5，将所述生胚在氮气氛围下，300-600℃和750-850℃下，经两段保温排胶，每段时间保温1-10小时，排胶后升温到1900-1950℃，保温10-30小时，进行煅烧，随后降温到室温，经双面精细抛光后，获得高透明AlON保形红外头罩。

作为进一步改进的，在步骤S1中，所述进行造粒并干燥的步骤包括：

造粒后在60-100℃下干燥5-20小时。

作为进一步改进的，在步骤S3中，所述烧结助剂包括氧化钇、氧化镁、氧化镧、氧化钙、二氧化硅中的一种或多种，添加量在粉体重量的0.1-5wt%之间。

作为进一步改进的，在步骤S3中，所述丙烯酰胺，N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，和过硫酸铵的用量为粉体重量的：1-5wt%、0.1-0.5wt%、0.01-0.05wt%。

作为进一步改进的，在步骤S4中，所述脱模后缓慢干燥获得生胚的步骤包括：

脱模后在50-90℃下缓慢干燥20-48小时。