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低对称体系氧化铝透明陶瓷研究取得重要进展—

发布时间:2017-12-03 阅读:

  低对称氧化铝透明陶瓷研究取得重大进展 - 上海硅酸盐研究所

  最近,由中国科学院上海硅酸盐研究所王世伟研究员组成的小组在低对称性氧化铝透明陶瓷制备方面取得了重要进展。这项工作发表在J. Am。 CERAM。 Soc。,2008,91(10),3431-3433。审稿人高度评价说,这项工作“具有创新性和挑战性”,这个想法是新的和具有挑战性的,其结果是绝对值得快速公布的。这项工作已经申请了发明专利。自从20世纪60年代初期第一个氧化铝透明陶瓷出现以来,透明陶瓷已经取得了显着的进展。透明陶瓷作为一种新型材料,具有导热系数高,导电率低,介电常数和介电损耗小,强度高,硬度高,耐磨,耐腐蚀等优点。好,如一系列优秀的整体表现。透明陶瓷与玻璃材料相比,具有强度高,硬度高,韧性高,抗表面损伤性好的优点,与单晶相比,还具有温度更低,生产周期更短,而且在尺寸和结构上更易于控制。因此,透明陶瓷在照明技术,光学,特种仪器仪表,电子和热力技术,航空航天等领域得到越来越广泛的应用。然而到目前为止,高品质的透明陶瓷仅限于CaF2,Y2O3,YAG等高对称立方体系,其光学性能与单晶相当。然而,低对称透明陶瓷的研究自低水平以来一直悬而未决,研究对象仅限于氧化铝,透光率低。研究人员发现,六角氧化铝是一种具有双折射光的光学单轴非晶体;当光通过任何方向的两个相邻的晶粒时发生晶界双折射;多晶陶瓷存在数百个随机取向晶粒,反复双折射最终导致透光率下降;也严重阻碍了低对称透明陶瓷的发展。研究人员提出,当各个晶粒的光轴彼此平行排列时,理论上可以消除晶界双折射;氧化铝颗粒的c轴在强磁场中沿着磁场排列,并且氧化铝的c轴是光轴方向。因此,它们通过磁场辅助铸造方法制备具有取向氧化铝颗粒的陶瓷生坯,然后在氢气氛中将其烧结,以获得光轴彼此平行的透明多晶氧化铝陶瓷。与晶粒排列无序的透光氧化铝陶瓷相比,光学性能有了很大的提高。未来,预计将取代蓝宝石单晶材料的可见光红外窗口,透明装甲和激光介质材料。研究方法也可以扩展到探索其他低对称透明陶瓷。

关键词: 社会科学