钇稳定氧化锆（YSZ）透明陶瓷的制备与性能研究

发布时间：2022-04-27 22:38

　　钇稳定氧化锆（YSZ）透明陶瓷在可见光波段的折射率可达2.16,远高于传统的光学玻璃和光学树脂（1.5～1.8）。YSZ透明陶瓷可以用于制作光学镜头,迎合了如显微镜、数码相机和望远镜等现代光学器件的大视角和小型化的发展趋势。此外,YSZ透明陶瓷还具有优异的光学性能和力学性能,可以用于制作透明装甲、红外窗口和整流罩。国外一些研究机构以日本东曹商业YSZ粉体为原料,已经制备出高质量的YSZ透明陶瓷。然而,国内对YSZ透明陶瓷的研究基本上还处于粉体合成和小尺寸样品制备的阶段,样品在可见光波段的透过率和国外相比还有很大的差距。因此,我们需要探索粉体合成工艺,制备出分散性好和烧结活性高的YSZ纳米粉体,然后优化烧结工艺,制备出高透过率的YSZ透明陶瓷。基于以上背景,本论文开展的研究工作如下:1、以成本低、来源广的ZrOCl2·8H2O和Y（NO3）3为原料,NH3·H2O为沉淀剂,采用共沉淀法合成了 Y0.16Zr0.84O1.92纳米粉体。研究了 800℃煅烧4 h后所得Y0.16Zr0.84O1.92粉体的物相和形貌。结果表明,所得粉体为立方相YSZ,表现为微弱的团聚。以该纳米粉体为原料,在... 

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 透明陶瓷概述
        1.1.1 透明陶瓷的分类
        1.1.2 透明陶瓷的透光性原理
        1.1.3 影响陶瓷透明性的因素
    1.2 YSZ透明陶瓷概述
        1.2.1 ZrO_2的晶格结构
        1.2.2 ZrO_2的物理化学性质
        1.2.3 YSZ透明陶瓷的应用
        1.2.4 YSZ透明陶瓷的研究进展
    1.3 YSZ透明陶瓷的制备
        1.3.1 YSZ纳米粉体的制备
        1.3.2 YSZ陶瓷素坯的成型
        1.3.3 YSZ透明陶瓷的烧结
    1.4 论文选题依据及主要研究内容
        1.4.1 选题依据
        1.4.2 研究内容
第二章 实验原料、设备及表征手段
    2.1 实验原料和化学试剂
    2.2 实验设备
    2.3 测试与表征
第三章 共沉淀法合成Y_(0.16)Zr_(0.84)O_(1.92)纳米粉体及透明陶瓷的制备
    3.1 引言
    3.2 Y_(0.16)Zr_(0.84)O_(1.92)纳米粉体的可控合成及透明陶瓷的制备
        3.2.1 实验过程
        3.2.2 Y_(0.16)Zr_(0.84)O_(1.92)前驱体的热分解过程分析
        3.2.3 Y_(0.16)Zr_(0.84)O_(1.92)前驱体和粉体的物相和形貌分析
        3.2.4 Y_(0.16)Zr_(0.84)O_(1.92)陶瓷的烧结致密化及性能表征
    3.3 滴定终点pH值对Y_(0.16)Zr_(0.84)O_(1.92)纳米粉体及陶瓷性能的影响
        3.3.1 实验过程
        3.3.2 滴定终点pH值对Y_(0.16)Zr_(0.84)O_(1.92)前驱体性能的影响
        3.3.3 滴定终点pH值对Y_(0.16)Zr_(0.84)O_(1.92)纳米粉体性能的影响
        3.3.4 滴定终点pH值对Y_(0.16)Zr_(0.84)O_(1.92)陶瓷性能的影响
    3.4 本章小结
第四章 Y_(0.16)Zr_(0.84)O_(1.92)透明陶瓷的性能优化
    4.1 引言
    4.2 预烧温度对Y_(0.16)Zr_(0.84)O_(1.92)陶瓷微观结构和光学性能的影响
        4.2.1 实验过程
        4.2.2 预烧温度对HIP处理前Y_(0.16)Zr_(0.84)O_(1.92)陶瓷微观结构和致密度的影响
        4.2.3 预烧温度对HIP处理后Y_(0.16)Zr_(0.84)O_(1.92)陶瓷微观结构和光学性能的影响
    4.3 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Ce∶YAG荧光陶瓷封装白光LED的出光特性分析[J]. 罗文飞,张彬,刘根,钟哲强.  光学技术. 2014(03)
[2]激光透明陶瓷研究的历史与最新进展[J]. 杨秋红.  硅酸盐学报. 2009(03)
[3]Novel Bi-substituted Yttrium Iron Garnet Film/Crystal Composite for Magneto-optical Applications[J]. HUANG Min~1, XU Zhi-cheng~2, ZHOU Wei-zhen~3 (1.Dept.of Inform.and Comput.Sci.,City College,Zhejiang University,Hangzhou 310015,CHN; 2.Dept.of Mater.Sci.and Eng.,Zhejiang University,Hangzhou 310027,CHN; 3.The Thirteenth High-school of Hangzhou,Hangzhou 310006,CHN).  Semiconductor Photonics and Technology. 2004(03)
[4]多晶YAG陶瓷的制备及力学性能[J]. 王宏志,高濂,HirokazuKawaoka,TohruSekino,KoichiNiihara.  硅酸盐学报. 2001(01)

博士论文
[1]铽铝石榴石(Tb3Al5O12)基磁光透明陶瓷的制备与性能研究[D]. 戴佳卫.中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所) 2018
[2]镁铝尖晶石透明陶瓷的制备与性能研究[D]. 韩丹.中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所) 2018

硕士论文
[1]ZrO2基透明陶瓷的制备及其发光性能研究[D]. 郭明.南昌航空大学 2015
[2]Y2O3稳定ZrO2陶瓷透光性能研究及其改性[D]. 余芬.天津大学 2008



本文编号：3649284