第20卷第4期2006年8月材料研究学报CHINESEJOURNALOFMATERIALSRESEARCHVo1.20NO.4August2006MgAl2o4纳米透明陶瓷的制备及其透明机理齐建起·卢铁城·,。常相辉·雷牧云z黄存新z1.四川大学物理系和辐射物理及技术教育部重点实验室成都6100642.中非集团人工晶体研究院北京1000183.中科院国际材料物理中心沈阳110016摘要用传统合成金刚石用的六面顶压机,使用工艺简单的高温焙烧法得到的MgA1204纳米粉体,采用超高压烧结法分别在较低温度800—1100℃和较高压强3—5GPa下尝试进行了纳米透明陶瓷的制备,得到了平均粒径约为50—75nm的MgA1204纳米透明陶瓷,发现烧结陶瓷的最佳温度为1000℃,最佳压力为4GPa.样品的密度直接决定样品的透明度,粉体的性质对透明度也有很大的影响,透明陶瓷的纳米化使其在光学透过率方面具有独特优势.关键词无机非金属材料,MgA12Oa,纳米透明陶瓷,超高压烧结,透明机理分类号TB321文章编号1005—3093(2006)04—0367—05InvestigationonpreparationandtransparentmechanismofMgA1204transparentnano-——ceramicsQIJianqiLUTiecheng,3CHANGXianghuiLEIMuyunHUANGCunxinj.DepartmentofPhysicsandKeyLaboratoryofRadiationPhysics&TechnologyofMinistryofEducation.SichuanUniversity.Chenqdu61DD2.ResearchInstituteofSyntheticCrystals,Be打口j000183.InternationalCenterforMaterialPhysics.ChineseAcademyofSciences.Shenyangjj0016SupportedbyNationa1Natura1ScienceFoundationofChinaNO.50272040,FokYingrrongEducationFoundationNO.91046andYouthScienceandTechnologyFoundationofSichuanProvinceNo.03ZQ026~)39.ManuscriptreceivedJuly12,2005;inrevisedformApri130.2006.{Ibwhomcorrespondenceshouldbeaddressed,Tel:f028)85412031,E—ma订:1utiecheng@vip.sina.coinABSTRACTUsingMgAI204nano-powderobtainedbyuniquehigh-temperature--calciningmethodsastherawmateriaI,withasix—pressure--sourcemachinewhichiSusuaIlyusedfordiamondsynthesis.MgAI204transparentnano-ceramichasbeensuccessfullypreparedforthefirsttimebyultrahighpressuresinteringatIOWtemperaturefrom800to1100℃underhighpressuresfrom3to5GPa.ThemeangrainsizeoftheobtainedtransparentceramiciSfr0m50tO75nm.andtheoptimaISinteringconditionshouIdbeatthetemperatureof~1000℃Underthepressureof4GPa.Thetransmittanceofceramicisafectededdominatelybyitsdensity,alsoiSaffectedbyphaseandcrystallizationoftherawpowder.andthegrainnanolizationofMgAI204transparentceramicprovidesuniqueadvantagestolighttransmission.KEYWoRDSinorganicnon—metallicmaterials,MgAI204,transparentnano-ceramic,ultrahighpres—suresintering.transparentmechanismMgA1204透明陶瓷因具有高熔点、高硬度、高强度、高热导性、强耐酸碱性、低膨胀系数以及高光学透过率,得到了广泛的应用[引.美国用真空热压法制备出高透明陶瓷[,引,中材人工晶体研究院采用热国家自然科学基金50272040、霍英东青年教师基金91046和四J省杰出青年学科带头人培养基金03ZQ026-039资助项目.2005年7月12日收到初稿;2006年4月30日收到修改稿.本文联系人:卢铁城,教授等静压法也制备出性能优异的透明陶瓷【9J.这种透明陶瓷的烧结温度高达1750℃,陶瓷晶粒大至几十m,其透明度不仅和烧结温度有关,而且与烧结压力有关.但是,烧结压力影响陶瓷透明度等物性的机制还不清楚.另外,当前采用CVD等方法制备的高纯纳米粉体_l0J,其尺寸分布较窄,但是制备成本高且工艺复杂,限制了纳米陶瓷的研究和应用.本文以成本低廉、工艺简单的高温熔烧法制备的纳米MgA12O4粉体为原料,使用超高压烧结技术制备出MgA12O4纳米透明陶瓷,并研究了其透明机理.维普资讯http://www.cqvip.com材料研究学报20卷1实验方法以MgSOjTH2()(纯度>99.【)%)和NH4AI(SO4)2121I2O(纯度>995%)为原料,将其按摩尔比1:2称量.加入适量去离子水溶解成混台溶液,用石英杯盛装置1:马弗炉中....