具有复杂几何形状的透明陶瓷和其制造方法技术

本申请涉及具有复杂几何形状的透明陶瓷和其制造方法。一种陶瓷产品包括透明陶瓷面板，所述透明陶瓷面板具有包括弯曲部的非平面几何形状，所述弯曲部具有滑动平面、增加的混浊度、非均一厚度或其组合。一种方法包括提供透明陶瓷面板、加热所述面板、弯曲所述面板以符合非平面几何形状。符合非平面几何形状。符合非平面几何形状。

【技术实现步骤摘要】
具有复杂几何形状的透明陶瓷和其制造方法
[0001]本申请是申请日为2016年8月4日、申请号为201610630803.4、专利技术名称为“具有复杂几何形状的透明陶瓷和其制造方法”的专利技术专利申请的分案申请。
[0002]政府许可权
[0003]本专利技术是在美国空军研究实验室(Air Force Research Laboratory)授予通用技术公司(Universal Technology Corporation)的合同号FA8650
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11
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D
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5703和通用技术公司与圣戈班陶瓷与塑料公司(Saint
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Gobain Ceramics and Plastics,Inc.)之间的合同号13
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S7507
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02
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C1的美国政府支持下进行。美国政府在本专利技术中具有某些权利。


[0004]本申请涉及陶瓷材料，和制造陶瓷材料的方法，且更确切地说，涉及具有复杂几何形状的透明陶瓷材料。

技术介绍

[0005]透明陶瓷包括具有传光能力的高强度、鲁棒材料。尽管在某些应用中，可能需要透明陶瓷具有复杂几何形状，这由于透明陶瓷的低柔性而可能难以实现。需要具有复杂几何形状的改进的透明陶瓷材料。

技术实现思路

[0006]本专利技术涉及一种包含透明陶瓷面板的陶瓷产品，所述透明陶瓷面板具有包括弯曲部的非平面几何形状，在弯曲部具有混浊度变化、厚度变化、位错密度变化或其任何组合。
[0007]本专利技术进一步涉及一种形成陶瓷产品的方法，其包含：
[0008]提供透明陶瓷面板；
[0009]加热所述面板；和
[0010]弯曲所述面板以符合非平面几何形状。
附图说明
[0011]在附图中以举例方式说明实施例，并且不作限制。
[0012]图1包括可用于本文所述的方法的实施例的弯曲夹具的图解说明。
[0013]熟练的技术人员应了解，图中的元件仅为简单和清晰起见而进行说明，但不一定按比例绘制。举例来说，图中一些元件的尺寸可能相对于其它元件而夸大以帮助改进对本专利技术的实施例的理解。
具体实施方式
[0014]结合附图提供以下说明来帮助理解本文公开的教示内容。以下论述将集中于教示内容的特定实施方案和实施例上。提供此焦点以帮助描述教示内容，并且其不应被解释为对所述教示内容的范围或适用性的限制。然而，可以基于如本申请中所公开的教示内容来
使用其它实施例。
[0015]术语“包含(comprises/comprising)”、“包括(includes/including)”、“具有(has/having)”或其任何其它变化形式打算涵盖非独占的包括。举例来说，包含特征列表的方法、物品或设备不一定仅限于那些特征，但可以包括没有明确列出的其它特征或所述方法、物品或设备所固有的其它特征。另外，除非明确相反地陈述，否则“或”是指包括性的或，而非排它性的或。举例来说，条件A或B通过以下中的任举例来说，条件A或B通过以下中的任一者来得到满足：A是真的(或存在的)并且B是假的(或不存在的)、A是假的(或不存在的)并且B是真的(或存在的)以及A和B都是真的(或存在的)。
[0016]而且，使用“一”是用于描述本文中所述的元件和组件。这样做只是为方便起见并且给出本专利技术范围的一般性含义。除非显而易见指的是其它情况，否则此描述应将包括一个、至少一个或单数个解读为也包括多个，或反之亦然。举例来说，当本文中描述单个项目时，可以使用一个以上项目来代替单个项目。类似地，在此处描述一个以上项目时，可以用单个项目取代一个以上项目。
[0017]除非另外限定，否则在此所用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域的普通技术人员通常所理解相同的含义。材料、方法和实例仅是说明性的并且不欲为限制性的。关于具体材料和加工行为的许多细节是常规的并且可以见于陶瓷领域的教科书和其它来源中，直到本文未描述的程度。
[0018]陶瓷材料可展现多种适用于经受例如磨耗、高温或高速冲击的产品的机械特性。举例来说，极好的强度与重量比和优良硬度意味着陶瓷可通常替换和改进如钢、聚合物和玻璃的结构材料。
[0019]陶瓷材料可为不透明、半透明或透明的。透明陶瓷材料备受关注，因为其可提供可替换透明玻璃或聚合物的耐冲击、耐刮擦和耐热性材料。尽管透明陶瓷材料薄片通常比玻璃或聚合薄片更难以生产，此类陶瓷材料的优良特性可使其为在极端条件下或恶劣环境中需要耐刮擦、高强度和传光时，或需要在玻璃或聚合物的情况下不可能的波长下传输时的所选材料。
[0020]“半透明”陶瓷材料为所属领域的技术人员已知且允许传光但不提供通过材料观看的目标的透明图像，而“透明”陶瓷材料为所属领域的技术人员已知且允许传光且提供通过材料观看的目标的清晰、可辩别图像。
[0021]透明陶瓷材料可为坚硬且脆性的，使其难以将平坦透明陶瓷面板折弯为具有复杂几何形状的透明陶瓷面板。因此，现有技术已尝试通过从梨晶(boule)切割所需几何形状或使用生坯成形技术直接形成为近净形状而实现具有复杂几何形状的透明陶瓷面板。然而，此类方法可为高成本和费时的。另外，与弯曲之前抛光平板相反，此类材料仍需要经复杂几何形状的抛光。
[0022]本文所公开的陶瓷产品的某些实施例具有如下显著优势：包括起初以平坦或非平面几何形状形成且接着弯曲以符合复杂几何形状的透明陶瓷面板。本文所公开的陶瓷产品的其它实施例具有如下显著优势：透明陶瓷面板可在弯曲之前抛光且在弯曲之后保留抛光的至少一部分。
[0023]在某些实施例中，陶瓷产品可包括弯曲以符合复杂几何形状的透明陶瓷面板。在弯曲之前，透明陶瓷面板可具有平坦或平面几何形状。在某些实施例中，透明陶瓷面板可包
括单一连续陶瓷薄片而非边对边邻接的薄片嵌合体或系列。
[0024]在某些实施例中，透明陶瓷面板可包括多晶或单晶陶瓷材料。在一些情况下，面板可为烧结的陶瓷薄片，但单晶陶瓷由于例如优良光学质量、较好回弹性或这两者而通常为优选的。适合陶瓷材料的非穷尽性实例包括多晶Al2O3；单晶蓝宝石(Al2O3)；氮氧化铝，如(AlN)
x
(Al2O3)1‑
x
，其中x在0到1范围内(在下文中为“AlON”)；和尖晶石(MgAl2O4)。在特定实施例中，透明陶瓷面板可包括具有沿a
‑
平面安置的主表面或沿c
‑
平面安置的主表面的蓝宝石。
[0025]弯曲之前的透明陶瓷面板(如具有平坦或非平面几何形状)可从梨晶的横截面产生。然而，从梨晶的横截面产生的陶瓷薄片可由于梨晶通常为圆柱形且因此具有圆形横截面而受限。因此，从梨晶切割的陶瓷薄片一般具有限于梨晶直径的宽度。尽管正方形薄片可在最少浪费的情况下切割，矩形薄片的制造成本可能更高且可涉及额外切割，伴以对应浪费，以生产具有大于宽度的长度的陶瓷薄片。尽管可从梨晶切出不同形状，从透本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种包含透明陶瓷面板的陶瓷产品，所述透明陶瓷面板具有包括弯曲部的非平面几何形状，具有局限于所述弯曲部顶点处的减小的厚度，其中所述弯曲部通过弯曲所述面板形成，并且其中所述陶瓷产品包括透明陶瓷材料，所述透明陶瓷材料包含蓝宝石、AlON或尖晶石。2.一种形成陶瓷产品的方法，其包含：提供透明陶瓷面板，所述透明陶瓷面板包含蓝宝石、AlON或尖晶石；其中提供所述透明陶瓷面板包含在弯曲之前抛光所述透明陶瓷面板；加热所述面板到低于所述面板的熔点至少500℃的温度；和弯曲所述面板以符合非平面几何形状。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述非平面几何形状包括弯曲部，在所述弯曲部具有混浊度变化、厚度变化、位错密度变化或其任何组合。4.根据权利要求2和3中任一权利要求所述的方法，其中所述透明陶瓷面板在弯曲之前具有平面几何形状。5.根据权利要求1所述的方法，其中所述透明陶瓷面板在弯曲之后保留所述抛光的至少一部分。6.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的陶瓷产品或方法，其中所述厚度变化包括接近所述弯曲部的顶点而减小的厚度。7.根据权利要求1到3中任一权...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：