面向高质量AlON透明陶瓷制备的烧结助剂研究进展OA

尖晶石型氮氧化铝(γ-AlON)透明陶瓷因其优异的光学性能(高透过率、宽透光波段)、出色的化学稳定性以及良好的机械强度,在军事防护(如红外窗口、装甲材料)和民用光学(透镜、半导体设备)等领域具有重要的应用价值。获得具有高光学质量的透明陶瓷是实现AlON陶瓷实际应用的关键前提。在AlON透明陶瓷的制备工艺中,烧结助剂的引入是调控材料微观结构和性能的重要手段,对此,前期研究工作发展了大量用于烧结高质量AlON陶瓷的助剂。本文系统回顾了面向高质量AlON透明陶瓷制备的烧结助剂研究进展,将烧结助剂分为稀土类氧化物(如Y_(2)O_(3)、La_(2)O_(3)和Pr_(2)O_(3)),碱土金属类氧化物(如CaCO_(3)和MgO),以及硅基化合物(如SiO_(2)和Si_(3)N_(4)等)等类别,探讨了各类烧结助剂对AlON透明陶瓷材料光学及力学等性能参数的影响,详尽阐述了这些烧结助剂在促进致密化、优化晶粒尺寸分布、抑制相分解以及降低烧结温度等方面的作用机理。烧结助剂通过形成液相或钉扎效应消除孔隙并抑制晶粒异常生长,从而提高光学透过率,同时通过微观结构调控改善机械性能(硬度、断裂韧性及强度)。AlON致密化过程中烧结助剂的作用机制因其化学性质的不同而差异显著。具体而言,稀土类主要促进液相烧结,碱土金属引发晶界钉扎效应,而硅基化合物则主要形成固溶体。在此基础上,提出了当前研究中存在的问题与挑战,并对未来的研究方向进行了展望。本文旨在为制备高性能AlON透明陶瓷提供理论指导和技术参考。