本申請涉及透明陶瓷，且特別涉及一種bzmt透明陶瓷及其制備方法、光學(xué)元件。

背景技術(shù)：

1、ba(zr,mg,ta)o3(bzmt)透明陶瓷的理論透過率為77.1％，雙面鍍膜后透過率可以達(dá)到99％以上，耐腐蝕性強(qiáng)、折射率高、加工方便，可以直接套用玻璃透鏡加工模板和生產(chǎn)工藝，具有批量化優(yōu)勢，因此被廣泛應(yīng)用于透鏡組薄化、手機(jī)攝像頭薄化、安防監(jiān)控領(lǐng)域。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，bzmt透明陶瓷的制備方法主要包括步驟：(1)采用固相法制備bzmt陶瓷粉體；(2)將陶瓷粉體、有機(jī)粘結(jié)劑和分散劑混合，制備陶瓷漿料；(3)將陶瓷漿料干燥研磨，置于干壓機(jī)中預(yù)壓，然后置于冷等靜壓機(jī)中進(jìn)行冷等靜壓，獲得素坯；(4)對素坯進(jìn)行排膠；(5)對排膠后的素坯進(jìn)行燒結(jié)，獲得bzmt透明陶瓷。整個制備工藝復(fù)雜、設(shè)備成本高，且由于需要加入有機(jī)粘結(jié)劑使?jié){料乳凝，導(dǎo)致陶瓷致密度不夠高，存在較多的光散射源，如孔隙、晶界、雜質(zhì)等雙折射效應(yīng)，影響透明陶瓷的光學(xué)性能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決上述問題，本申請實施例的目的包括提供一種bzmt透明陶瓷及其制備方法，可簡化制備工藝、降低生產(chǎn)成本，同時不影響透明率的基礎(chǔ)上改善陶瓷散射。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┮环Nbzmt透明陶瓷的制備方法，包括如下步驟：

3、配置陶瓷漿料：將ba(zrxmgytaz)o3陶瓷粉體與分散劑、水混合，配置得到陶瓷漿料；其中，x+y+z＝1，x＞0、y＞0、z＞0；陶瓷漿料的固含量為70％～90％，zeta電位為(-25～-31)mv或(25～31)mv；當(dāng)剪切速率為10(1/s)時，陶瓷漿料的粘度為300～550mpa.s；

4、成型素胚：將陶瓷漿料注入模具中，靜置沉降，獲得素胚；

5、陶瓷燒結(jié)：將素胚在一定溫度下進(jìn)行燒結(jié)，獲得bzmt透明陶瓷。

6、在上述技術(shù)方案中，通過調(diào)控陶瓷漿料的固含量、zeta電位和粘度，無需添加有機(jī)粘結(jié)劑，無需使用干壓-冷等靜壓等復(fù)雜工藝，在普通模具中靜置沉降即可獲得素坯。在燒結(jié)前也無需排膠，一步燒結(jié)即可制得bzmt透明陶瓷。整個制備方法工藝簡單易控，對陶瓷粉體和模具均無特殊要求，設(shè)備簡易、生產(chǎn)成本低，可以實現(xiàn)批量快速大規(guī)模生產(chǎn)，且成型周期短。并且，相對于常規(guī)方法制備得到的bzmt透明陶瓷，采用上述制備方法得到的bzmt透明陶瓷透過率無明顯降低，且具有相對更低的霧度值，即bzmt透明陶瓷具有高透過率和低散射點。

7、在本申請的部分實施例中，分散劑包括異丁烯-馬來酸酐共聚物和檸檬酸銨，異丁烯-馬來酸酐共聚物的用量為所述ba(zrxmgytaz)o3陶瓷粉體的質(zhì)量的0.01wt％～0.5wt％，檸檬酸銨的用量為所述ba(zrxmgytaz)o3陶瓷粉體的質(zhì)量的0.1wt％～0.4wt％。

8、在上述技術(shù)方案中，通過選用特定的分散劑并調(diào)控分散劑的加入量，可有效調(diào)控陶瓷漿料的粘度和zeta電位，進(jìn)而控制漿料的分散性和穩(wěn)定性，在注凝中可以完美干燥成型，故而不需要粘結(jié)劑。

9、在本申請的部分實施例中，陶瓷漿料的zeta電位為-29mv～-31mv。

10、在上述技術(shù)方案中，陶瓷漿料的zeta電位在正負(fù)30mv左右，可維持陶瓷漿料體系穩(wěn)定。

11、在本申請的部分實施例中，混合的方式為球磨8～32h。

12、在上述技術(shù)方案中，球磨的時間可一定程度上影響陶瓷漿料的分散均勻性。

13、在本申請的部分實施例中，所述靜置沉降包括：讓陶瓷漿料在模具中自然沉降0.5-3h。

14、由于陶瓷漿料的固含量相對較高，自然沉降一段時間，水分揮發(fā)干燥，即可脫模獲得素坯。

15、在本申請的部分實施例中，燒結(jié)的條件包括：在氧氣氣氛中進(jìn)行，溫度為1150～1680℃，時間為5～10h。

16、在上述技術(shù)方案中，由于素坯的致密度較高，僅含少量有機(jī)物，在相對較低溫度下短時間一步燒結(jié)即可獲得透明陶瓷。

17、在本申請的部分實施例中，ba(zrxmgytaz)o3陶瓷粉體的制備方法包括：

18、將碳酸鋇、氧化鎂、氧化鋯和氧化鉭按一定比例混合，采用固相法進(jìn)行球磨、干燥、煅燒，獲得ba(zrxmgytaz)o3陶瓷粉體。

19、第二方面，本申請實施例提供一種bzmt透明陶瓷，由上述制備方法制備得到。

20、第三方面，本申請實施例還提供一種光學(xué)元件，包括上述bzmt透明陶瓷。

21、bzmt透明陶瓷具有高透過率和低散射點，霧度值低于1.4％，在650nm波長下的透過率大于73％，且制備方法簡單，可大批量生產(chǎn)，因此可有效用于制作光學(xué)元件。

技術(shù)特征：

1.一種bzmt透明陶瓷的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述分散劑包括異丁烯-馬來酸酐共聚物和檸檬酸銨，所述異丁烯-馬來酸酐共聚物的用量為所述ba(zrxmgytaz)o3陶瓷粉體的質(zhì)量的0.01wt％～0.5wt％，所述檸檬酸銨的用量為所述ba(zrxmgytaz)o3陶瓷粉體的質(zhì)量的0.1wt％～0.4wt％。

3.根據(jù)權(quán)利要求1～2中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述陶瓷漿料的zeta電位為-29mv～-31mv。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述混合的方式為球磨8～32h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述靜置沉降包括：將所述陶瓷漿料在所述模具中自然沉降0.5～3h。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述燒結(jié)的條件包括：在氧氣氣氛中進(jìn)行，溫度為1150～1680℃，時間為5～10h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述ba(zrxmgytaz)o3陶瓷粉體的制備方法包括：

8.一種bzmt透明陶瓷，其特征在于，由權(quán)利要求1～7中任一項所述的制備方法制備得到。

9.如權(quán)利要求8所述的bzmt透明陶瓷，其特征在于，所述bzmt透明陶瓷的霧度值低于1.4％，在650nm波長下的透過率大于73％。

10.一種光學(xué)元件，其特征在于，包括如權(quán)利要求8～9中任一項所述的bzmt透明陶瓷。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種BZMT透明陶瓷及其制備方法、光學(xué)元件，屬于透明陶瓷制造技術(shù)領(lǐng)域。該制備方法包括如下步驟：將Ba(Zr<subgt;x</subgt;Mg<subgt;y</subgt;Ta<subgt;z</subgt;)O<subgt;3</subgt;陶瓷粉體與分散劑、水混合，得陶瓷漿料；其中，x+y+z＝1，x＞0、y＞0、z＞0；陶瓷漿料的固含量為70％～90％，Zeta電位為(?25～?31)mV或(25～31)mV；當(dāng)剪切速率為10(1/s)時，陶瓷漿料的粘度為300～550mPa.s；將陶瓷漿料注入模具，靜置沉降，獲得素胚；將素胚在一定溫度下燒結(jié)。該制備方法無需添加有機(jī)粘結(jié)劑、無需排膠，也無需采用干壓、冷等靜壓等復(fù)雜工藝，制得的BZMT透明陶瓷具有高透過率和低散射點，可有效用于制作光學(xué)元件。

技術(shù)研發(fā)人員：左傳東,萬京其,楊再穩(wěn),劉亮,左傳歌,曹智泉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中科皓燁（東莞）材料科技有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/17