一种大尺寸镁铝尖晶石-钇铝石榴石共晶陶瓷的水平定向区熔结晶制备方法

摘要

一种大尺寸镁铝尖晶石-钇铝石榴石共晶陶瓷的水平定向区熔结晶制备方法，它涉及一种大尺寸镁铝尖晶石-钇铝石榴石共晶陶瓷的水平定向区熔结晶制备方法，其工艺特点是：真空条件下水平区熔结晶生长镁铝尖晶石-钇铝石榴石共晶陶瓷。其具体的生长过程包括化料、引晶、共晶生长、冷却及退火四大过程。本发明结合定向结晶法和垂直区熔法生长晶体的优点，使得制备的镁铝尖晶石-钇铝石榴石共晶陶瓷具有尺寸大，缺陷少、硬度大、常温和高温力学性能突出、热稳定性强、易加工等优点。

主权项

一种大尺寸镁铝尖晶石‑钇铝石榴石共晶陶瓷的水平定向区熔结晶制备方法，其特征在于该方法包括下列步骤：一、按摩尔百分含量称取55mol％的Al₂O₃、25mol％的MgO和20mol％的Y₂O₃；二、将步骤一称取的Al₂O₃、MgO和Y₂O₃经无水乙醇湿法球磨混均后，烘干除去无水乙醇，再装入筒状塑胶模具，用液压机进行冷等静压，压制成棒体，再将棒材在空气气氛下、1500℃的条件下烧结5h，得棒体生料；三、化料：将步骤二得到的棒体生料置于经无水乙醇洗涤后放置有YAG籽晶的钼制舟形坩埚内，将钼制舟形坩埚装入单晶炉，封闭单晶炉，首先，打开循环水系统，控制冷循环系统的出水口温度至22～38℃，然后打开真空系统，对单晶炉抽真空至真空度为5.0×10^‑3Pa后，通电加热单晶炉，在通电加热单晶炉的功率达到化料功率后，在化料功率基础上增加3～5kW，并维持3～5h，在通电加热期间保持单晶炉真空度在5.0×10^‑3Pa以上；四、引晶：在步骤三化料3～5h后，在熔体遇到YAG籽晶，籽晶既不生长也不熔化时，进行引晶，其中引晶条件为：使熔体接触籽晶3～5mm，保持熔晶30～50min；五、在步骤四引晶保持30～50min后，在共晶生长速度为10mm/h～200mm/h条件下进行共晶生长；六、冷却及退火过程：在晶体生长结束后，首先用2～3h将单晶炉的加热功率降至小于化料功率2kW的功率值，然后用24～36h将单晶炉的加热功率降至零功率值，最后，在单晶炉的加热功率达到零功率后继续通水冷却并抽真空度24～36h，即完成所述的大尺寸镁铝尖晶石‑钇铝石榴石共晶陶瓷的水平定向区熔结晶制备。