[发明专利]用于红外光学窗口的MgLiAlON透明陶瓷及制备方法

权利要求书

1.一种用于红外光学窗口的MgLiAlON透明陶瓷，其特征在于，所述MgLiAlON透明陶瓷，通过Mg²⁺、Li⁺双元素掺杂及组分调配， 3.0~4.5μm波段红外透过率不低于70%，弯曲强度不低于270MPa；

所述MgLiAlON透明陶瓷的制备方法包括如下步骤：

步骤S1，按预定比例称取MgO、LiAl₅O₈、α-Al₂O₃、AlN粉料，进行球磨混合，得到混合粉体；其中，以混合粉体的质量为基准，MgO+LiAl₅O₈、AlN、α-Al₂O₃的质量分数分别为6.0～23.0wt%、7.0～24.0 wt%、70～87 wt%，MgO、LiAl₅O₈的质量比为2:1；

步骤S2，将所述混合粉体进行模压成型，再经冷等静压处理，得到坯料；

步骤S3，将坯料置于装有包埋粉的BN或石墨坩埚中，再放入N₂气氛保护的烧结炉中，以5～10℃/min的速率升温至1600～1800℃保温5～20h，以5～10℃/min的速率冷却至室温，得到初步样品；所述包埋粉的成分为BN、LiAlON的混合物，其中LiAlON的质量分数为50~80wt%；

步骤S4，将初步样品置于热等静压炉中，以5～10℃/min的速率升温到1800～1950℃进行热等静压，保温时间为1～5h，且保温期间热等静压压强为150～200MPa；以5～10℃/min的速率冷却至300℃，再自然冷却至室温后，得到准样品；

步骤S5，对准样品进行表面抛光，得到MgLiAlON透明陶瓷。

2.根据权利要求1所述的MgLiAlON透明陶瓷，其特征在于，所述MgO、LiAl₅O₈、α-Al₂O₃、AlN粉料的中位粒度D50均不高于1μm。

3.根据权利要求1所述的MgLiAlON透明陶瓷，其特征在于，所述步骤S1的球磨混合，将称取的各原料，放入球磨罐中，以耐磨氧化铝为球磨介质，无水乙醇为分散介质，球料比为4:1~12:1，球磨时间为10~24 h，得浆料，再经50~80℃干燥处理去除分散介质，最后经过筛处理得到混合粉体。

4.根据权利要求1所述的MgLiAlON透明陶瓷，其特征在于，所述步骤S2中，模压成型压力为10~30 MPa，保压时间1~10 min；冷等静压压力为150~300 MPa，保压时间5~15 min。

5.根据权利要求1所述的MgLiAlON透明陶瓷，其特征在于，所述步骤S4还包括：将初步样品置于钨坩埚或BN坩埚中，放入热等静压炉中进行热等静压。

6.根据权利要求1所述的MgLiAlON透明陶瓷，其特征在于，所述步骤S5中采用平均颗粒度低于5μm的金刚石悬浮液作为抛光介质。