[发明专利]氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷的凝固制备方法

权利要求书

1.一种氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷的凝固制备方法，其特征在于，具体过程是：

步骤1，氧化铝基三元体系共晶成分粉末的制备；

所述氧化铝基三元体系按照三元相图共晶点成分进行配比；

步骤2，预制体的制备；

所述预制体的尺寸为70mm×1mm×1mm或70mm×2mm×2mm；

步骤3，预制体熔化；将得到的预制体固定在激光悬浮区熔装置中，并使该预制体上端固定，下端无约束；打开抽真空机构将真空室的真空度降至10^-2Pa；将真空室充N₂至常压；将激光光斑尺寸设定为4mm～6mm，启动激光器，将激光调至对齐于样品底端，将激光功率先设定为300W～400W，以50W/10s的速率将该激光功率升至350W～450W并保持5s；继续以50W/10s的速率将该激光功率升至400W～600W并保持该功率，使所述预制体熔化，得到氧化铝基三元体系的陶瓷熔体；

步骤4，氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷的制备；打开激光悬浮区熔装置的抽拉机构，将抽拉速率设定为100μm/s～400μm/s；待所述氧化铝基三元体系的陶瓷熔体的体积增大到表面张力小于重力时，得到的氧化铝基三元体系的陶瓷熔体下落至位于激光悬浮区熔装置中的液态镓铟锡合金中淬火，得到氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷。

2.如权利要求1所述氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷的凝固制备方法，其特征在于，所述的氧化铝基三元体系是Al₂O₃-Er₂O₃-ZrO₂三元体系、Al₂O₃-Y₂O₃-ZrO₂三元体系、Al₂O₃-Gd₂O₃-ZrO₂三元体系、Al₂O₃-Yb₂O₃-ZrO₂三元体系、Al₂O₃-Gd₂O₃-HfO₂三元体系、HfO₂-Al₂O₃-Y₂O₃三元体系。

3.如权利要求1所述氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷的凝固制备方法，其特征在于，在制备Al₂O₃-Er₂O₃-ZrO₂三元体系共晶成分粉末时，选取纯度为99.99％的Al₂O₃粉末、Er₂O₃粉末及ZrO₂粉末；按照Al₂O₃-Er₂O₃-ZrO₂三元相图共晶点成分进行配比，得到Al₂O₃-Er₂O₃-ZrO₂混合粉末；称量100g得到的混合粉末，并在称量好的混合粉末中加入10ml～20ml聚乙烯醇溶液和50ml～80ml无水乙醇，使用球磨机进行充分混合；球磨机转速为500r/min～600r/min，球磨时间为3h～6h；将混合好的粉末放入干燥箱中在100℃下干燥1h，得到干燥且混合均匀的Al₂O₃-Er₂O₃-ZrO₂共晶成分粉末。

4.如权利要求3所述氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷的凝固制备方法，其特征在于，所加入的聚乙烯醇溶液是将5g聚乙烯醇加入到100ml纯净水中并加热使聚乙烯醇溶解得到。

5.如权利要求1所述氧化铝基三元纳米共晶/非晶陶瓷的凝固制备方法，其特征在于，制备Al₂O₃-Er₂O₃-ZrO₂三元体系预制体时，对共晶成分粉末施加80MPa～120MPa的单轴压力，并在80MPa～120MPa时保压2min～5min，得到试样；将得到的试样放入烧结炉中在1500℃烧结2h后得到Al₂O₃-Er₂O₃-ZrO₂烧结体；切割后得到预制体。