顶立科技突破高纯AlON粉体吨级量产技术 助力高端光学陶瓷研究与应用

氮氧化铝（AlON）自被发现以来，因其多方面的优异性能而广受关注。其主要性能优势体现在以下几个方面：

光学性能*

AlON陶瓷在可见光到中红外波长范围内具有良好的透过率，其理论透光率可媲美单晶蓝宝石，是红外窗口、激光器保护罩等光学元件的理想材料。

力学性能强悍

AlON陶瓷具有高硬度与高抗弯强度的同时兼具优异的高温力学性能，在高温时也能够保持较高强度，适合用于高温观察窗、透明装甲等构件。

化学与热稳定性

AlON陶瓷耐酸碱腐蚀、抗氧化，能经受大部分酸碱和有机物等腐蚀，同时抗热震性能佳，因此广泛适用于各类恶劣工作环境。

整体比较而言，AlON作为透明陶瓷其性能媲美于蓝宝石，不仅具有良好的光学性能，而且具有高强度、高硬度，同时还耐高温和耐雨蚀、沙蚀，但其制备成本低于蓝宝石，且比蓝宝石更适合于制造成复杂外形构件。因此，AlON陶瓷成为*具有发展前途的红外窗口材料之一。

要制备综合性能优异的AlON透明陶瓷，需先获得高纯、超细的AlON粉体，因其性能直接影响*终陶瓷的性能。具体而言，粉体纯度不足会导致许多问题，如不仅可能使粉体易水解而难以保存，还降低所制备陶瓷的性能。另外，AlON粉体的烧结活性与其粒度密切相关，因为通常粒径越小，则比表面积越大，粉末的烧结活性就越高，越有利于烧结出致密、性能优异的陶瓷。

目前制备AlON粉的方法有多种，常用的方法主要是以下两种。

01、高温固相合成法

高温固相合成法是利用高纯Al2O3和AlN在氮气气氛下合成得到AlON粉体。对于该方法，由于AlN粉体存在易水解问题，混料过程中需避免吸潮及与水接触，以致于原材料混合过程工序复杂、工期时间长、人工成本高，因此不利于规模化生产。另外，反应产物中，经常有Al2O3和/或AlN残存，难以分离去除，对所制备的AlON透明陶瓷各项性能会造成严重伤害。

Al2O3(s)+AlN(s)→AlON(s)

02、碳热还原法

以碳粉为还原剂与高纯氧化铝混合，在高温氮气气氛下烧结得到AlON粉体的方法称为碳热还原法（CRN法），反应过程中发生如下反应：

Al2O3(s)+C(s)+N2(g)→AlON(s)+CO(g)

碳热还原反应过程中，AlN大部分是原位生成在Al2O3颗粒的表面，相较于高温固相反应更完全，合成的产物粒径更小，而且反应产物中通常只残存易于去除的C。

因此，相比而言，CRN法工序简单、工期较短、成本低，适合工业化大规模生产。但是，在CRN法反应过程中，特别是批量合成过程中，AlON相的形成极易受到温度和气氛的影响，且采用不同的混合方式制备的原料混合物反应活性不尽相同。因此，合理调控CRN法合成AlON粉体反应中的原材料及其混合方式和合成工艺，才有望获得物相批次稳定、组分一致的纯相AlON粉体，从而有助于实现综合性能优异的AlON透明陶瓷的制备。

基于AlON粉体的高制备难度和高品质要求，顶立科技依托近20年热工装备研发的优势，凭借装备与工艺的深度融合，经过多年技术攻关，成功突破了高纯超细AlON粉体碳热还原批量稳定合成技术瓶颈。并具备年产吨级高纯、超细的AlON粉体的生产能力，每一批次产品纯度≥99.9%，且粒径分布（D50:1~5μm）可调控，满足不同应用场景的多元化需求。这一关键技术的突破与产业化能力的形成，将助力高性能AlON透明陶瓷的研发及产业化。