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γ-AlON透明陶瓷是一种新型的结构．功能一体化材料，在国防军用工业和国民经济各个领域均有巨大的需求和潜在的应用价值。γ-AlON透明陶瓷作为一种光学性能优异、高硬度、高弯曲强度、高断裂韧性、高熔点、耐腐蚀和化学稳定性优良的功能材料，近年来成为国内外学者的研究热点，而采用合适的烧结技术是制备高性能γ-AlON透明陶瓷的关键。
无压烧结作为当前研究最为成熟的技术广泛应用于γ-AlON透明陶瓷的制备，由于烧结助剂的选择多局限于Y2O3和La2O3，且对碱土金属离子掺杂的作用机理说法不一，本论文在场致快速合成方法制备γ-AlON高纯粉体的基础上，研究新型的烧结助剂Sc2O3、 Lu2O3和CaO对无压烧结γ-AlON透明陶瓷结构和性能的影响，并简单阐述几种助剂离子的作用机理。研究结果表明Sc2O3、 Lu2O3和CaO的添加量分别为2.0wt％、0.8wt％和0.28wt％时，样品（厚度为2mm）的相对密度分别达到最大值99.54％、99.70％和99.75％，可见光区域的透过率分别为36％、41％和52％，硬度分别为14.62±0.05GPa、14.56±0.11GPa和14.57±0.04GPa，杨氏模量分别为332GPa、332GPa和333GPa。Sc3+和Lu3+的助烧机理类似，主要表现为溶质拉扯和对晶界的钉扎作用。Ca2+的作用机理一方面是取代Al3+后形成O空位，而γ-AlON的扩散速率可能受O扩散系数控制，因此，γ-AlON的扩散速率随着O空位浓度增大而增加。另一方面，Ca2+取代Al3+属于不等价取代使晶界上带正电荷，由于局部静电场的牵扯作用使晶界的移动减慢，从而促进了整个烧结过程。
另外，热压烧结的烧结温度比无压烧结低，可得到接近完全致密化的材料。本论文探索热压烧结制备大尺寸、高性能的γ-AlON透明陶瓷。研究表明γ-AlON透明陶瓷的最佳温度为1875℃，在氮气中，经过保温90min的γ-AlON透明陶瓷（厚度为1mm）相对密度为99.61％，在可见和红外光波长范围的透过率均达到49％，硬度为15.25±0.08GPa。γ-AlON透明陶瓷热压烧结中出现结构不均匀的现象可能与样品受碳污染，热压烧结存在温度场和压力场等因素有关。