γ-AlON陶瓷粉体合成的研究进展

李 克，杨章富，李新柱，朱朝东，肖美慧，张俊杰，卜国秀

(安徽理工大学材料科学与工程学院，淮南 232001)

0 引 言

α-Al2O3是一种常见的综合性能十分优异的结构材料。然而，因晶体结构对称性较差，制备可见光高透明α-Al2O3陶瓷异常困难[1]。1959年，Yamaguchi等[2]发现在α-Al2O3中引入少量的氮可促使晶体结构从六方向立方转变形成尖晶石型氮氧化铝γ-AlON(下文简称AlON)。与α-Al2O3相比，AlON不仅保留了硬度高、强度大、耐高温和化学稳定性好等优良特性，而且还具有光学各向同性，从而能够制备出综合性能优异的可见-红外光高透明AlON陶瓷。自1979年Mccauley等[3]首次报道AlON半透明陶瓷以来，有关AlON透明陶瓷的研究在国内外持续受到关注并取得巨大进展[4-5]。通过多年的研究与积累，美国Surmet公司已成为全球AlON透明陶瓷唯一供货商，生产的AlON透明陶瓷可见光透过率已接近理论透过率，平板最大尺寸可达45.72 cm×88.90 cm(如图1)[6]。此外，该公司还能够制备复杂形状与折射率渐变的AlON透明陶瓷，其产品已成功应用于透明装甲、导弹头罩、红外窗口等国防与商业领域[7-8]。国内有关AlON透明陶瓷的研究起步相对较晚，但最近十年仍取得了显著的进步，其中，上海硅酸盐研究所、武汉理工大学、四川大学、大连海事大学、上海大学、福建物质结构研究所、北京中材人工晶体研究院等单位的研究较为系统与深入[5,9-14]。迄今为止，国内上述单位已能够制备出可见光直线透过率超过80%的AlON透明陶瓷样品，但总体上仍处于实验室阶段[5]。

图1 Surmet公司生产的45.72 cm×88.90 cm AlON®窗口照片及其直线透过率曲线……