一种大尺寸Al2O3/LuAG定向凝固共晶陶瓷及其光悬浮区熔制备方法

摘要

本发明属于定向凝固共晶陶瓷制备技术，特别涉及一种大尺寸Al2O3/LuAG定向凝固共晶陶瓷及其光悬浮区熔制备方法。该陶瓷为含有氧化铝相和镥铝石榴石相的复合材料，其化学式为Al2O3/Lu3Al5O12，氧化铝相和镥铝石榴石相的两相比例为二者相图共晶成分点或近共晶成分点；Al2O3/LuAG定向凝固共晶陶瓷由排列不规则的Al2O3和LuAG在空间中相互连通耦合构成，且具有层片状或胞状共晶微观组织形貌。在无需使用坩埚的情况下，Al2O3/LuAG共晶陶瓷制备出最大直径15mm、最大长度140mm的棒材；Al2O3/LuAG共晶陶瓷棒材的HV硬度为13～16GPa，断裂韧性为2～4MPa·m1/2。本发明通过精确控制凝固速率(10～50mm/h)，成功制备出硬度、断裂韧性等关键力学性能优于已知同类共晶陶瓷材料的Al2O3/LuAG新型共晶陶瓷材料。