高性能高透明AlON陶瓷的研究
尖晶石氮氧化铝(AlON)是Al2O3-AlN体系存在的一个重要的单相、稳定的固溶体陶瓷。它以其独特的性能成为颇具潜力的新材料。AlON透明陶瓷具有白宝石的机械强度和硬度，且其为各向同性立方结构，在紫外、可见光和红外波段都有高的光学透过率等优良的光学、物理、机械和化学性质。其不但是高马赫数导弹的优选材料，也是新一代透明装甲的优选材料。此外AlON具有良好的抗热冲击性能，是很好的耐火材料，它可以采用高温烧结法来制备，可规模化生产大尺寸产品，而且制造成本较低。本课题组对AlON粉体的合成、透明陶瓷的制备以及结构、性能，理论模拟等展开全面的研究。分别使用三种不同方法反应烧结法、固相反应法和碳热还原氮化法制备出粒径均匀、性能较好的纯相AlON粉体，并分析了粉体的反应动力学；针对目前AlON粉体合成中所存在的烧结温度高所造成的粉体颗粒大、烧结活性不高从而造成的陶瓷烧结温度高、成本居高不下等不足，自主设计了一种的高温旋转合成设备研究高质量AlON粉体的合成，在较低温度、较短时间内得到了粒径小的高性能粉体。采用在1940℃下保温1h，然后再在1880℃下保温9h的两步烧结法，得到了高透明的AlON透明陶瓷；并研究了Y2O3对AlON烧结的助烧机理，模拟气孔尺寸对陶瓷的透光率的影响，提出气孔尺寸与气孔率协同控制陶瓷透过率的方法。理论研究了γ-AlON的电子结构性质、光学性能与所在固溶区内力学性能，并预测了AlON在高温极端环境的优异表现。
