用于高压钠灯的透明氧化铝陶瓷制品及工艺.pdf

本发明为高压钠灯中用作电弧管的透明氧化铝陶瓷制品及其工艺。
    高压钠灯具有光效高寿命透雾性强等特点，该器件中的关键部件之一是电弧管，做为电弧管比较理想和经济的材料就是透明氧化铝陶瓷，它具有耐高温、抗钠腐蚀、高绝缘性等优点。多年来为了改善与提高透明氧化铝瓷的透光度及致密性，研究了在α-Al2O3中掺杂微量添加剂，添加剂的种类很多，目前有十多种氧化物（如MgO、Y2O3、La2O3、ZrO、CaO……等）均可作为微量添加剂，添加剂的组合已由单一组元向复合组元发展。1980年美国专利4 4，222，978以及德国专利2071073A（1981）等都阐述了三组元系统添加剂，1976年英国专利1，475，866阐述了为使陶瓷管两端微晶化，把电弧管两端浸入一种溶液中，起到局部掺入添加剂的作用，以提高其性能。总之，透明瓷的制造工艺多种多样，产品性能也随添加剂的不同，呈现很大差异。

    本发明的目的，在于研究出一种四组元复合系统添加剂的配方及工艺方法以获得微晶、高透光性透明氧化铝瓷制品，本制品的几何尺寸为：长90mm，φ10mm的透明瓷管。此时的椭园度≤0.067mm，弯曲度≤0.068mm，管壁公差±0.089mm。制品具有微细晶粒，平均粒度11.0μ，晶粒范围8-20μ，透光率大于94%，并具有良好的热稳定性。在制作工艺中，采取快速烧结方法，烧结时间为3.5小时;该制品烧结温度比同类透明Al2O3瓷管低50-60℃，由于这两项工艺措施，使生产得到较大的经济效益。

    上述的四组元复合添加剂，重量配比范围如下：

    Y2O30.05～0.3%，La2O30.05～0.5%，

    MgO    0.01～0.3%，ZrO    0.01～0.3%

    在制造工艺中采用快速烧结法之后，烧出产品表面光滑，呈宝石光泽，经显微分析未发现有双晶结构。目前国内生产Al2O3透明陶瓷管厂家基本上都采用慢速烧结法，烧结时间十多小时，本发明采用的快速烧结方法可提高效率4倍左右，可在大规模生产中取得明显效益。

    按上述工艺所得到的产品，达到了高透光性、微晶、透明尺寸均匀的Al2O3电弧管，主要性能为：

    由实验表明了本发明所获得的透明氧化铝陶瓷制品具有的特点，现将它与国内外类似产品进行比较。