[发明专利]透红外陶瓷及其制备方法

摘要

一种透红外陶瓷及其制备方法，该透红外陶瓷的基体为Y2O3，分子式为(Y1‑xZrx)2O3+x，其中x为Zr取代Y的原子百分含量，x的范围为0.005≤x≤0.18。本发明制备的掺杂锆的Y2O3基透明陶瓷透过性高，高温红外辐射系数低，是一种截止可见光和紫外线、透过中波红外光的透明陶瓷，可应用于车载前视红外、夜视侦查和热像仪等民用、军用领域，Z扫描结果显示其具有光学非线性吸收特性，在光电设备中具有潜在的应用价值。

主权项

一种透红外陶瓷的制备方法，该透红外陶瓷的化学式为(Y1‑xZrx)2O3+x，Y2O3为基体材料，ZrO2为掺杂剂，x为Zr取代Y的原子百分含量0.005≤x≤0.18，该透红外陶瓷在中红外波段3～5μm的透过率为78～82％；其特征在于：该制备方法包括如下步骤：1)原料合成：按照(Y1‑xZrx)2O3+x的分子式选定x的比例，采用纯度均为99.99％的Y2O3微米级粉体和ZrO2纳米级粉体，按公式W＝24644.6x/(225.8101—20.6359x)将原子百分含量x换算成ZrO2和Y2O3的重量，其中，W为100g原料粉中所含的ZrO2的重量，100－W为100g原料粉中所含的Y2O3的重量，称量Y2O3和ZrO2粉体，用无水乙醇球磨24～48小时，在70℃的温度下烘干15～30小时，用200目网筛过筛，将过筛后的粉末在800～1100℃的温度下煅烧2小时，以除去残余水分和无水乙醇；2)素坯成型：将煅烧后的粉末装入模具中，采用双面加压的方式加压成型，成型压力为3～5MPa，压制出的素坯尺寸为陶瓷片，随后用冷等静压的方式，在210MPa的压力下成型，得到致密素坯；3)陶瓷烧结：采用真空钨丝炉对所述的致密素坯进行烧结，烧结温度在1700～1870℃，保温时间为5～30小时，烧结保温阶段真空度在10‑3Pa以下，烧结后获得截止可见、透过红外的透明陶瓷；4)陶瓷后处理：将烧结得到的透明陶瓷进行双面镜面抛光，达到使用要求。