高铝球石材料具有无以比拟的一系列优良的理化性能

　　高铝球石材料具有无以比拟的一系列优良的理化性能，从而引起了人们的普遍重视，在机械工程、生物医学、电磁电光学、天文、国防及建筑装饰等领域的应用日益广泛。Li2O-Al2O3-SiO2体系高铝球石因具有可调的低的热膨胀系数、高的抗热震性、耐高温、耐腐蚀性、高强度、良好的透明性等优良性能，是用于制造耐高温炊具、餐具、隔热板、耐热窗罩、天文望远镜、环行激光陀螺等的优良材料，被广泛应用于微电子、光学仪器、航海、现代科技和国防军工等尖端技术领域，成为使用范围最为广泛的新型材料之一。传统的高温熔融法制备透明的高铝球石材料，存在制备温度高、混合不均匀等缺点。与此相比，溶胶-凝胶法则具有物质反应活性高、混合均匀性好、合成温度低等优点。

　　广泛应用于制备高铝球石、高铝球石，近年来也被用于合成高铝球石材料本文，在总结了国内外相关Li2O-Al2O3-SiO2体系高铝球石材料研究的基础上，采用新的原料配方，以溶胶-凝胶方法制备了Li2O-Al2O3-SiO2体系纳米复合氧化物高铝球石材料;以及铝酸锂(LiAl5O8和γ-LiAlO2)纳米材料。分析研究了热处理温度与材料微结构、性能之间的关系。Li2O-Al2O3-SiO2及CoO-Li2O-Al2O3-SiO2体系纳米复合氧化物高铝球石材料的制备、微结构与性能研究(1)采用溶胶-凝胶法，首次以醋酸锂、异丙醇铝和正硅酸乙酯为原料制备了不同配比的透明块状Li2O-Al2O3-SiO2纳米复合氧化物高铝球石材料，并进行了不同温度下的热处理，研究了材料的热处理温度与材料微结构、性能之间的关系。

　　提高P2O5的添加量可以降低CBS/Al2O3高铝球石的烧结温度，提高其体积密度，但材料的介电常数将增大。添加适量的ZnO不仅可以降低CBS/Al2O3高铝球石的烧结温度，拓宽其烧结温区，还可以促进材料的致密化，改善其介电性能和微观形貌。当P2O5和ZnO的添加量分别为2.28wt%和3wt%时，制备的CBS/Al2O3高铝球石可以在800℃实现致密化烧结。烧结试样的体积密度为2.71g/cm~3，抗弯强度为120MPa;在1MHz的测试频率下，其介电常数为8.6，介电损耗为1.27×10~(-3)。

　　通过受控结晶的工艺制备了微晶高铝球石CBS，并用XRD法确定了其结晶度，首次从CBS的结晶度及物相组成对CBS/Al2O3高铝球石性能的影响进行了相关研究。结果表明:选择合适的晶体类型，并将CBS高铝球石的结晶度控制在一定范围之内，有利于提高CBS/Al2O3高铝球石的烧结性能，改善其介电性能和微观形貌。其中用结晶度为88.56%，主晶相为CaSiO3、CaB2O4和磷石英的高铝球石粉制备出的CBS/Al2O3高铝球石可以在800℃～830℃实现致密化烧结。以上述试剂为原料，硝酸(HNO3)为催化剂，经过TEOS和Al(OPr~i)3的水解，HNO3的催化，CH3COOLi·2H2O的加入，得到了均匀透明的Li2O-Al2O3-SiO2溶胶，将得到的溶胶样品在烘箱中干燥后，得到了块状透明的凝胶，并在不同的温度下进行热处理，得到了Li2O-Al2O3-SiO2的复合氧化物透明高铝球石材料。首次采用溶胶-凝胶法制备了透明块状CoO-Li2O-Al2O3-SiO2纳米复合氧化物高铝球石材料，材料透明呈蓝色，尺寸约为12×10×1.5mm~3。研究了材料的热处理温度与材料微结构、性能之间的关系。

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