[发明专利]一种YAG基透明陶瓷的工业化生产方法

说明书

本发明公开了一种YAG基透明陶瓷的工业化生产方法，采用氧化钇、氧化铝、稀土金属氧化物为原料，依次加入分散剂和烧结助剂、增塑剂、促溶型表面活性剂进行球磨混合，得到陶瓷浆料，过筛后采用流延成型、温等静压工艺得到陶瓷素坯，经排胶、真空烧结、退火得到高质量透明陶瓷。本发明采用固相反应法、水基流延成型、真空烧结技术实现了YAG基透明陶瓷的的连续生产，生产出的陶瓷素坯厚度均匀、表面光泽亮丽、无缺陷、批次稳定性高，烧结后的陶瓷致密度高、均匀性好，无需对水基陶瓷浆料进行真空除泡，生产周期短、节能环保、无毒无害、产量高。

技术领域

本发明涉及先进功能陶瓷制备技术领域，具体涉及一种YAG基透明陶瓷的工业化生产方法。

背景技术

1957年，美国科学家Coble制造出世界上第一块透明氧化铝陶瓷“Lucalox”，标志着一种具有传统陶瓷功能特性的新型特种材料的诞生。经过几十年的发展，透明陶瓷产业已经形成了具有氧化铝透明陶瓷、氧化钇透明陶瓷、氮化铝透明陶瓷、电光透明陶瓷和激光透明陶瓷等等一系列的陶瓷产品。但是，透明陶瓷及其相关产品并未进行工业化生产。归根结底，造成这种现象的根本原因在于，透明陶瓷产业入场技术门槛高、工业化制备瓶颈多。

以钇铝石榴石(YAG)透明陶瓷为例，其具有稳定的物理和化学性能，广泛应用于激光基体材料、荧光材料、陶瓷装甲等方面。但是，目前围绕YAG透明陶瓷的制备方案，往往局限于实验室小试阶段，无法满足企业工业化生产制备的实际需求。

CN101486574公开了一种固相反应制备YAG透明陶瓷粉体的方法，仅仅能实现纯YAG相的粉体制备，无法实现高质量YAG透明陶瓷的制备。CN104276818A公开了一种多层复合YAG透明陶瓷的制备方法，采用无水乙醇作为介质来制备透明陶瓷，具有较高的生产风险和生产安全隐患，对透明陶瓷的连续式工业化生产不利。CN104291823A公开了一种YAG透明陶瓷及其制备方法，需要加载10-20MPa的煅烧压力，对设备要求高，生产成本高。CN107129293A和CN107200575A公开的YAG基透明陶瓷的制备的方法，需要预先通过无水乙醇作为介质合成YAG的混合粉体，来制备YAG基透明陶瓷，不适用于YAG基透明陶瓷的工业化生产。

因此，开发出一种YAG基透明陶瓷材料的工业化生产方案具有重大的发展意义、战略意义，才能满足未来对于YAG基透明陶瓷的应用需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种YAG基透明陶瓷的工业化生产方法，能够实现YAG基透明陶瓷的连续式生产，且制备出的透明陶瓷批次稳定性高，性能稳定。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种YAG基透明陶瓷的工业化生产方法，包括以下步骤：

(11)将按照(Y_1-xRe_x)₃Al₅O₁₂的化学计量比分别称量原料粉体氧化钇、氧化铝、稀土金属氧化物，x为部分Re原子取代Y原子的物质摩尔量，x的取值为0-0.6，所述稀土金属氧化物为Nd₂O₃、CeO₂、Eu₂O₃、Gd₂O₃、Ho₂O₃、Yb₂O₃、Cr₂O₃中的一种或几种；并加入分散剂、烧结助剂进行球磨混合，同时保持球磨罐内的物质总量的体积不超过球磨罐的三分之一，球磨时间为18-26h；

(12)向球磨罐中加入增塑剂聚乙二醇，继续球磨，球磨时间为0.5-3h，再加入促溶型表面活性剂，所述促溶型表面活性剂的主要成分为聚醚类或聚亚醚类混合有机物，继续球磨，球磨时间为0.5-3h；