煅烧气氛对Sol-gel制备MgAl2O4粉体烧结性能的影响*

陈世军，李建山，黄麒钧，康 博

(1.西安石油大学 化学化工学院，西安 710065；2.中国石油长庆油田分公司 油气工艺研究院，西安 710021；3.中国石油青海油田分公司 第一采气厂，甘肃 敦煌 736202)

0 引 言

镁铝尖晶石(MgAl2O4)作为多晶透明陶瓷，具有宽的光透过波长范围和高透过率，同时因其良好的机械性能、稳定的物理化学性质及耐磨损等优点[1-3]被广泛应用于透明窗口、防弹窗口、红外传感器以及耐火材料等领域[4-5]。但是MgAl2O4的熔点较高(2 135 ℃)，需要较高烧结温度且长时间的热处理才能使其致密化，从而导致其制备难度较大，且增加了其制备过程中的能耗[6]。通过合理工艺制备得到具有较高分散性和高烧结活性的超细粉体是降低MgAl2O4烧结温度的有效方法[7]。目前国内外关于超细MgAl2O4粉体的制备方法主要包括固相反应法[8]、共沉淀法[9]、水热法[10]和溶胶凝胶法(Sol-gel)[11-12]、燃烧法[13-14]等，其中sol-gel法由于具有产率高、纯度高及成本低等优点，受到广泛关注[11-12]。要想制备出高致密透明陶瓷材料，需要原始粉体具有细小的粒度及均匀的尺寸分布，但较细粉体的表面能较高易使粉体产生团聚，团聚体在烧结过程中会产生收缩不均匀的现象，导致烧结体难以实现完全致密化，严重影响陶瓷的光学及机械性能[15-16]。目前，关于如何提高溶胶凝胶法制备出的超细粉体的分散性及烧结活性的研究主要集中于当量比(Φ)的调节[17-18]，而关于煅烧气氛对粉体性能的影响鲜有报道。

本文通过sol-gel法制备MgAl2O4前驱体，在空气气氛和氧气气氛下对前驱体进行不同温度煅烧后，研究了两种煅烧气氛对粉体分散性、形貌及烧结性能的影响，并将最优合成条件下得到的超细粉体通过真空热压烧结得到MgAl2O4透明陶瓷。……