半透明氮化硅陶瓷的放电等离子烧结制备及性能

摘要

用放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)技术,以质量分数(下同)为9%氮化铝(AlN),3%氧化镁(MgO)为烧结助剂,在1850℃烧结5min,成功制备了半透明氮化硅(Si3N4)陶瓷。半透明Si3N4陶瓷在中红外波段表现出良好的透过率,最大透过率为66.4%。SPS的快速致密化过程保证了烧结体具有良好的晶体结构,有利于提高透过率。SPS快速的烧结过程和AlN和MgO的加入能够有效抑制烧结过程中Si3N4陶瓷由α相向β相的转变,是制备光学性能良好的Si3N4陶瓷的关键。报道了半透明Si3N4陶瓷的其他性能。光学性能与其他性能的结合,势必大大拓宽Si3N4陶瓷的应用领域。