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alon高陡度薄壁保形非球面的超精密磨削工艺

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光学精密工程 2017年第1期25卷 93-99页

作者：郭兵张春雨王金虎赵清亮陈洪许孙金霞于欣哈尔滨工业大学机电工程学院精密工程研究所黑龙江哈尔滨150001 中国空空导弹研究院河南洛阳471009 哈尔滨工业大学航天学院光电子技术研究所哈尔滨黑龙江150080

为了实现新型红外陶瓷alon高陡度薄壁保形非球面的超精密磨削加工,首先根据alon的材料属性和高陡度薄壁保形非球面的结构特性,进行了其超精密磨削加工工艺性分析,并基于有限元计算方法,完成了面向alon高陡度薄壁保形非球面的精密夹具的... 详细信息

为了实现新型红外陶瓷alon高陡度薄壁保形非球面的超精密磨削加工,首先根据alon的材料属性和高陡度薄壁保形非球面的结构特性,进行了其超精密磨削加工工艺性分析,并基于有限元计算方法,完成了面向alon高陡度薄壁保形非球面的精密夹具的设计以及关键参数的优化。然后完成了alon的超精密磨削工艺实验,工艺实验结果表明减小工件转速和砂轮粒度都会降低alon的平均表面粗糙度Ra值,但砂轮粒度对磨削后alon的表面粗糙度影响更显著。最后实现了alon高陡度薄壁保形非球面的超精密磨削加工,磨削后的alon高陡度薄壁保形非球面的面形精度PV值为2μm,表面粗糙度Ra值可达8.6nm。

关键词：高陡度薄壁结构保形非球面 alon 超精密磨削夹具设计

透明alon陶瓷凝胶浇注成型及其无压烧结制备

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无机材料学报 2023年第2期38卷 193-198页

作者：靳喜海董满江阚艳梅梁波董绍明中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050 中国科学院大学材料科学与光电工程中心北京100049 燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室秦皇岛066004

透明alon具有优异的光学和力学性能,应用前景广阔。但材料制备成本高昂,限制了其应用发展。为解决上述问题,本研究以透明alon的凝胶浇注成型与无压烧结制备为核心目标,就alon细粉的低温合成及其抗水化处理展开重点研究。研究发现以有机... 详细信息

透明alon具有优异的光学和力学性能,应用前景广阔。但材料制备成本高昂,限制了其应用发展。为解决上述问题,本研究以透明alon的凝胶浇注成型与无压烧结制备为核心目标,就alon细粉的低温合成及其抗水化处理展开重点研究。研究发现以有机聚合物包覆AlN/Al_(2)O_(3)为原料,通过高温碳热–氮化工艺合成alon,可有效降低alon的合成温度,在1700℃即可合成近乎纯相的alon粉体。所得粉体颗粒尺寸细小,在亚微米级。通过对上述粉体进行聚氨酯包覆表面抗水化处理,可大幅度提升其抗水化性能。即使历经长达72 h水中静置,也不发生明显的水解。以此为基础,通过凝胶浇注成型结合生坯的冷等静压后处理在1820~1850℃成功实现了透明alon陶瓷的无压烧结制备。材料力学和光学性能优异,其中1850℃烧结试样在紫外–中红外波段直线透过率达到83.1%~86.2%,三点抗弯强度达到310 MPa。

关键词：透明陶瓷 alon 粉体合成抗水化处理凝胶浇注无压烧结

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反应烧结制备alon透明陶瓷

无机材料学报 2011年第5期26卷 499-502页

作者：袁贤阳张芳刘学建张昭王士维中国科学院研究生院北京100864 中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

γ-alon透明陶瓷具有优良的光学和力学性能,可望代替蓝宝石单晶用做红外窗口和透明装甲.采用反应烧结法制备alon透明陶瓷,探索了烧结助剂以及保温时间对alon陶瓷致密化的影响.通过X射线衍射和扫描电镜分析了陶瓷烧结体的物相及显微结构... 详细信息

γ-alon透明陶瓷具有优良的光学和力学性能,可望代替蓝宝石单晶用做红外窗口和透明装甲.采用反应烧结法制备alon透明陶瓷,探索了烧结助剂以及保温时间对alon陶瓷致密化的影响.通过X射线衍射和扫描电镜分析了陶瓷烧结体的物相及显微结构,利用分光光度计测试了透明陶瓷的直线透过率.结果表明:和单掺的MgO或Y2O3相比,以MgO和Y2O3共掺作为烧结助剂能够更好地促进alon的致密化.在保持Y2O3添加量为0.08wt%的情况下,样品的透过率随着MgO添加量的增加而明显提高.添加0.08 wt%Y2O3+1wt%MgO作为烧结助剂的样品在1950℃保温12h后透过率(600nm处)达到约60%.

关键词：反应烧结 alon MgO Y2O3

形核密度对alon粉体合成及其透明陶瓷制备的影响

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无机材料学报 2018年第4期33卷 373-379页

作者：许建鑫单英春王光徐久军王亮李江涛大连海事大学材料系大连116026 中国科学院理化技术研究所北京100080

以α-Al_2O_3为原料,采用碳热还原氮化法合成alon粉体,利用活性炭和亚微米碳粉改变球磨后一次粉体(α-Al_2O_3和C混合粉体)的形核密度,并研究形核密度对alon粉体相组成、形貌及其透明陶瓷透光性的影响。结果表明,形核密度不同的一次粉体... 详细信息

以α-Al_2O_3为原料,采用碳热还原氮化法合成alon粉体,利用活性炭和亚微米碳粉改变球磨后一次粉体(α-Al_2O_3和C混合粉体)的形核密度,并研究形核密度对alon粉体相组成、形貌及其透明陶瓷透光性的影响。结果表明,形核密度不同的一次粉体在1750℃保温60 min均能合成纯相alon粉体,但是所合成的两种alon粉体形貌和性能差异较大。高形核密度下(添加活性炭)合成的alon粉体形貌不规则、结构疏松且晶粒较小,并易于球磨获得细颗粒粉体(~0.93μm);而低形核密度下(添加亚微米碳粉)合成的alon粉体整体形貌呈近球形,晶粒发育较完整,且尺寸较大,该粉体球磨后颗粒尺寸较大(~2.13μm)。因此,形核密度是影响alon粉体形貌、结构特征和破碎性的主要因素。研究结果表明,高形核密度粉体合成的alon粉体具有更好的烧结活性,它在1880℃保温150 min获得的透明陶瓷最大红外透过率达76.5%(3 mm厚),比低形核密度粉体制备的透明陶瓷提高48.3%。因此,以α-Al_2O_3为原料时,提高形核密度有利于制备颗粒较小的高活性alon粉体,该粉体适合制备高透过率alon透明陶瓷。

关键词： alon α-Al2O3 形核密度活性炭亚微米碳粉

碳源对alon粉体合成及其透明陶瓷制备的影响

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材料工程 2015年第8期43卷 37-42页

作者：雷景轩施鹰谢建军石坚波邬浩赵中坚胡伟上海大学材料科学与工程学院上海200444 上海玻璃钢研究院有限公司陶瓷研究室上海201404

以纳米炭黑、微米碳粉为碳源,采用碳热还原法合成alon粉体和无压烧结制备alon透明陶瓷。利用X射线衍射仪、扫描电镜、颗粒度分析仪和分光光度计等研究碳源对粉体及陶瓷制备的影响。结果表明：碳源尺寸及形貌与alon粉体的合成温度、粉体... 详细信息

以纳米炭黑、微米碳粉为碳源,采用碳热还原法合成alon粉体和无压烧结制备alon透明陶瓷。利用X射线衍射仪、扫描电镜、颗粒度分析仪和分光光度计等研究碳源对粉体及陶瓷制备的影响。结果表明：碳源尺寸及形貌与alon粉体的合成温度、粉体形貌及颗粒大小密切相关;采用纳米炭黑降低了alon粉体的合成温度,在1730℃合成了单相粉体;采用微米碳粉在1750℃煅烧2h条件下制备了高纯度的alon粉体,从而制备了高透光率的alon陶瓷,该样品（1mm厚）在1000~5000nm波长范围内的直线透过率在80%左右,在3.93μm波长处光学透过率最高可达83.7%,其平均晶粒尺寸为110~120μm。

关键词： alon 透明陶瓷碳源碳热还原法无压烧结

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alon粉体制备及透明陶瓷的烧结

稀有金属材料与工程 2009年第A2期38卷 403-406页

作者：张芳王士维张昭袁贤阳中国科学院上海硅酸盐研究所上海200050

γ-alon是一种具有优良的光学、力学及化学性能的新型透明陶瓷,可望替代蓝宝石单晶用于军用及民用等多个领域。对alon单相粉体的碳热还原氮化法制备工艺及块体的烧结工艺进行了研究,通过X射线衍射仪、扫描电镜、分光光度计等分析测试手... 详细信息

γ-alon是一种具有优良的光学、力学及化学性能的新型透明陶瓷,可望替代蓝宝石单晶用于军用及民用等多个领域。对alon单相粉体的碳热还原氮化法制备工艺及块体的烧结工艺进行了研究,通过X射线衍射仪、扫描电镜、分光光度计等分析测试手段探索了工艺条件对相纯度、粉体大小及形貌等因素进而对组织及透光率的影响。结果发现,控制Al2O3和碳粉的相对百分比及反应时间即可制得纯相的alon粉体;经球磨可进一步获得亚微米级的粉体,其颗粒大小及形貌可通过调整球磨时间加以控制;球磨后粉体经1950℃氮气氛无压烧结8h后,可制得光学性质均一的透明陶瓷。其中较细且更为等轴化的粉体烧结后具有均匀、低孔隙率的组织,同时也具有更高的透过率。

关键词： alon 碳热还原法:烧结透过率

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alon粉体的合成

稀有金属材料与工程 2009年第A2期38卷 78-81页

作者：赵小军茹红强张宁孙有政东北大学辽宁沈阳110004 沈阳大学辽宁沈阳110044

以α-Al2O3和AlN为原料,利用高温固相反应在氮气气氛下常压合成了alon粉体。研究了成分配比、合成温度、保温时间对合成alon粉体含量的影响,并通过热分析测试了合成过程热流和质量的变化。结果表明,当原料Al2O3和AlN的质量比为81:18、... 详细信息

以α-Al2O3和AlN为原料,利用高温固相反应在氮气气氛下常压合成了alon粉体。研究了成分配比、合成温度、保温时间对合成alon粉体含量的影响,并通过热分析测试了合成过程热流和质量的变化。结果表明,当原料Al2O3和AlN的质量比为81:18、合成工艺为1750℃,2h时,得到alon相的含量达到95%以上。

关键词： alon 固相反应合成

Mn-Mg共掺杂alon荧光粉制备及荧光性质(英文)

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发光学报 2013年第3期34卷 292-296页

作者：钟红梅刘茜周遥庄建东周虎中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室上海200050

采用固相反应法成功合成了一系列Mn-Mg共掺的Al23O27N5荧光粉。结果显示煅烧条件和Mn的掺杂浓度对Mn-Mg共掺的alon荧光粉的制备和发光性质都有重要影响。获得纯相alon的温度从未掺杂的1 900℃下降到10%Mn和10%Mg(摩尔分数)共掺杂的1 80... 详细信息

采用固相反应法成功合成了一系列Mn-Mg共掺的Al23O27N5荧光粉。结果显示煅烧条件和Mn的掺杂浓度对Mn-Mg共掺的alon荧光粉的制备和发光性质都有重要影响。获得纯相alon的温度从未掺杂的1 900℃下降到10%Mn和10%Mg(摩尔分数)共掺杂的1 800℃。晶格参数随着Mn掺杂浓度升高而增加,说明Mn进入了alon晶格中。未掺杂和Mg单掺以及10%Mn和10%Mg共掺杂样品的发射光谱都含有一个350～600 nm之间的宽带发射。绿光发射归属于Mn的3d电子之间的传输。蓝光发射可能与杂质或Al空位相关。

关键词：光致发光纯相 alon

alon复相陶瓷的SHS-HIP工艺与显微结构

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材料科学与工艺 2008年第4期16卷 481-484页

作者：郑永挺运晓飞张小凯哈尔滨工业大学复合材料与结构研究所哈尔滨150001 华北电力物资总公司北京100075

采用一种新的技术途径,合成A lON致密陶瓷.在100 MPa高压氮气气氛下,以铝粉、氧化铝为原料,采用燃烧合成热等静压工艺(SHS-H IP),制备出致密的A lON复相陶瓷.采用扫描电子显微镜和X射线衍射研究了产物的相组成、显微组织.研究表明,原料... 详细信息

采用一种新的技术途径,合成A lON致密陶瓷.在100 MPa高压氮气气氛下,以铝粉、氧化铝为原料,采用燃烧合成热等静压工艺(SHS-H IP),制备出致密的A lON复相陶瓷.采用扫描电子显微镜和X射线衍射研究了产物的相组成、显微组织.研究表明,原料中A l2O3含量对产物形态、相组成及显微组织有着重要影响.当A l2O3含量为10%或20%时,产物具有振荡燃烧明显分层的特征;含量为30%或40%时,产物均匀致密.随着A l2O3含量的提高,产物中自由A l含量降低,A lON和A lN含量提高,产物变得更致密.

关键词：氮氧化铝陶瓷 alon 自蔓延高温合成燃烧合成热等静压