توليد سراميك نيمه شفاف از نانو پودر Al2O3 به روش تف‌جوشي بدون فشار

Preparation of Translucent Ceramic from Al2O3 nanopowder by pressureless sintering method

در اين تحقيق، تاثير نوع و ميزان افزودني بر روي رفتار تف‌جوشي و خواص سراميك نيمه شفاف پايه آلومينا مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور، نانو پودر ?-Al2O3 با مقادير مختلفي از افزودني‌هاي MgO و La2O3 تحت فشارMPa 300 فشرده شده و در دو دماي 1700 و C°1875 تف جوشي گرديد. ريزساختار نمونه‌هاي تف‌جوشي شده توسط ميكروسكوپ نوري و ميكروسكوپ الكتروني روبشي مجهز به EDS مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان داد كه با افزايش مقدار افزودني MgO، احتمال تشكيل فازهاي ثانويه اسپينل درون دانه‌ها افزايش يافته كه اين نقص به عنوان نقطه پراكندگي نور عمل مي‌كند و سبب كاهش شفافيت نمونه مي‌شود. با افزودن La2O3، آلومينا با دانه‌هايي عاري از تخلخل و ساختار ريز و فشرده حاصل مي‌شود. همچنين مشخص شد كه نمونه حاوي 12/0 درصد وزني MgO و 2/0 درصد وزني La2O3 كه به مدت 12 ساعت در دماي C°1875 تف‌جوشي شده، حداكثر عبور 60% ، سختي 1840 ويكرز و چگالي 95/99% چگالي تيوري را از خود نشان مي‌دهد.

In this article, the effect of type and content additive on sintering behavior and properties of translucent alumina ceramics were investigated. ?-Al2O3 nanopowder with various content of additives (MgO, La2O3), was compacted under a pressure of 300MPa and was sintered at temperatures of 1700 and 1875 ?C. The microstructure of sintered samples were studied by scanning electron microscope (SEM) and Optical microscope .The results indicate that with increasing content of MgO increase formation of Spinel secondary phase within grains that these flaws act as points of scattering and reduce the transparency of the sample. With increase La2O3 alumina grains with almost no pores trapped in, become fine and compact. Alumina codoped with 0.12%wt MgO and 0.2%wt La2O3 sintered at 1750 °C for 1 h show maximum transmittance 60%, hardness 1840 VHN and relative density 99.95%.