真空-氧气氛复合热压烧结制备高透过率透明电光陶瓷的方法

摘要

本发明提供了一种真空?氧气氛复合热压烧结制备高透过率透明电光陶瓷的方法，包括：将透明电光陶瓷的素坯先经过分段预烧，再在1200?1280℃、20?60MPa以及氧气气氛下进行热压烧结得到所述透明电光陶瓷。本发明提出将透明电光陶瓷制备过程中的氧气氛交换这一关键过程通过真空氧气氛交替处理进行独立分步控制，将陶瓷素坯粉体颗粒间的空气置换成氧气，有助于陶瓷在致密化过程中闭合气孔的消除，最终实现高透过率、大尺寸的透明电光陶瓷。

权利要求

1.一种真空-氧气氛复合热压烧结制备透明电光陶瓷的方法，其特征在于，包括：将透明电光陶瓷的素坯先经过分段预烧，再在1200-1280℃、20-60MPa以及氧气气氛下进行热压烧结得到所述透明电光陶瓷，其中，分段预烧包含：

1）第一阶段预烧：先将透明电光陶瓷的素坯在真空中保持规定时间，然后向透明电光陶瓷素坯所处的真空装置中通入氧气气氛，并在氧气气氛下升温至600—800℃的预烧温度，保温规定时间，第一阶段预烧中，真空度不大于0.025MPa，保持真空时间不少于0.5小时，氧气流量不少于3公升/分钟，升温速率不高于300℃/小时，保温时间为1-2小时；

2）第二阶段预烧：在第一阶段预烧结束后，再次抽真空透明电光陶瓷素坯所处的真空装置，并使得透明电光陶瓷在真空状态下保持规定时间，然后再通入氧气气氛，并在氧气气氛下升温至800-1000℃，保温规定时间，第二阶段预烧中，真空度不大于0.025MPa ，保持真空时间不少于0.5小时，氧气流量为不少于3公升/分钟，升温速率不高于300℃/小时，保温时间为1-2小时；

透明电光陶瓷选自PLZT、PMN-PT、PZN-PT系列。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将包括透明电光陶瓷组成的氧化物、粘结剂的原料，均匀混合后造粒，再压制成型，得到所述透明电光陶瓷的素坯，其中，当素坯为圆柱体时，素坯的直径为≤200mm，厚度≤40mm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一阶段预烧中，真空度不大于0.02MPa。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第二阶段预烧中，真空度不大于0.02MPa。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，热压烧结的升温速率不高于300℃/小时，保温时间不少于10小时，氧气流量不少于3升/分钟。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，热压烧结的保温时间为10-20小时。

7.根据权利要求1-6中任一所述的方法，其特征在于，所述方法制备的透明电光陶瓷，当厚度为1mm时，在1053nm波长处透过率T能够≥67%。

说明书

真空-氧气氛复合热压烧结制备高透过率透明电光陶瓷的

方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种真空-氧气氛复合热压烧结制备高透过率透明电光陶瓷的方法，属于透明电光陶瓷材料领域。该方法结合真空-氧气氛交替前处理与通氧热压烧结技术，可制备高光学透过率、大尺寸(直径可达100mm)的透明电光陶瓷。

背景技术

[0002] 电光效应是指某些各向同性的透明物质在电场作用下显示出光学各向异性，物质的折射率因外加电场而发生变化的现象。利用电光效应可以实现对光波的振幅调制和位相调制，可以制作电光调制器、电光开关、电光偏转器等，在高速摄影、光速测量、光通信和激光测距等激光技术中已获得重要应用[王忠敏。铌酸锂单晶的发展简括，人工晶体学报，V31(2002)173-175]。在电光材料领域，铌酸锂晶体一直是事实上的工业标准，在光通信领域得到广泛应用。但是单晶生长技术难度大、成本高；而且铌酸锂晶体的电光系数较低并且容易受到光损伤，同时对温度有较大的依赖性。

[0003] 与晶体材料铌酸锂相比，电光陶瓷具有更高的电光系数和透光性，更低的光损耗，更宽的传输波长范围，以及响应速度快、工作电压低、驱动电压随温度变化稳定等特点，是新一代光通信应用的重点发展材料。锆钛酸铅镧Pb1-xLax(ZryTi1-y)1-x/4O3(简写为PLZT)电光陶瓷自20世纪70年代初被报道以来，一直以其高的光学透过率、多种优异的电光效应而著称。近年来，随着现代光通信技术的发展，PLZT电光陶瓷因其优于单晶(如铌酸锂等)的电控双折射效应、纳米量级的响应速度、可实现偏振无关，且研制成本低、加工性能好等优点而成为现代光通信中光调制器等光无源器件用的优秀候选材料[K.Uchino.Electro-optic ceramics and their display applications[J]Ceramics International,v21(1995)309-315]。以往已有大量的PLZT透明陶瓷的研究和应用报告，并且也获得了高透明度和较高电光系数的陶瓷材料，并基于PLZT研制出高性能光开光、光衰减器等电光调制器件。镧掺杂铌镁酸铅-钛酸铅(Pb1-xLax)[(Mg1/3Nb2/3)yTi1-y]1-x/4O3(PLMNT)是近年来研制成功的一种新型电光陶瓷，与PLZT电光陶瓷相比，它具有更优良的电光性能和更好的温度稳定性，因此高透明度PLMNT电光陶瓷的制备与应用引起了人们的广泛关注[K.Zou,Q.Chen,K.Li,R.Zhang,H.Jiang,B.Inc,and M.Woburn.Characterization of new electro-optic ceramics,2004]。

[0004] 众所周知，陶瓷是由粉末烧结而成，因此它是由晶粒、晶界和气孔组成的多晶体。由于光照射在晶界和气孔处会产生光吸收、反射、折射、散射等，故从光学意义上来说，多晶陶瓷一般是不透明的。因此，透明陶瓷的制备一直是电光陶瓷领域的一个难点。经过多年研究，制备透明电光陶瓷的主要工艺有：(1)热压烧结：1970年，G.H.Haertling采用热压烧结工艺首次制备了掺铋锆钛酸铅透明陶瓷。热压烧结工艺制备的PBZT陶瓷其密度可达理论密度的99％以上[Haertling G H.Hot-pressed(Pb,La)(Zr,Ti)O3ferroelectric ceramics for electro-optic applications[J].J.Am.Ceram.Soc.，1971，51(1)；US3666666]。(2)通氧热压烧结：Haertling研究发现，流动的氧气氛对陶瓷的透光度有显著的影响，采用通氧热压烧结工艺制备的陶瓷透光性比普通热压烧结工艺制备的陶瓷要好[Haertling G H.Ferroelectric Ceramics：History and Technology[J].Am.Ceram.Soc.Bul1.,1999,82(4)797-81；US5135897]。(3)气氛烧结：G.S.Snow于1972年首先采用气氛烧结工艺，制备了透明PLZT电光陶瓷。由此种方法制备的陶瓷在透明度上可以和热压烧结工艺制备的陶瓷相媲美[Snow G S.Fabrication of Transparent Electro-optic PLZT Ceramics by Atmosphere Sintering [J].Am.Ceram.Soc.,1973,52(5)：473-478]。(4)热等静压烧结：
1975年，K.H.Hardtl 采用无模具热等静压烧结工艺，制备了PLZT陶瓷[K.H.Hardtl.Gas isostatie Hot Pressing without mold[J],Am.Ceram.Soc.,1974，54(2)：201-205]。经过三十多年的研究与积累，通氧热压烧结方法已成为透明电光陶瓷领域比较成熟的制备工艺之一。二十一世纪初，美国康宁公司采用真空热压烧结方法结合化学法制备的粉体制备了高品质的PLZT与PMN-PT透明电光陶瓷，并研制成高速电光调制器等电光器件产品，在这一领域占据了世界领先地位[CN03815864.7；US6890874]。但是这种制备工艺对设备的要求很高。由于以PLZT为代表的铅基透明电光陶瓷需要在烧结过程中通氧气氛，同时还要提供高真空，对炉体、模具的要求非常高，达到这样要求的真空热压烧结炉必须要进口，而且价格非常昂贵(高达两三百万)，目前国内也没有几台相关设备。因此，探索更加实用、成本低的制备高品质电光陶瓷的新方法具有重要意义。

[0005] 早在上世纪七八十年代，上海硅酸盐研究所就开展了透明铁电陶瓷PLZT的研究，是目前国内少数几个具有高质量透明电光陶瓷研制能力的科研单位，并且与其他研究机构合作研制成相关器件应用到特定的高技术领域。目前采用固相氧化物法结合通氧热压工艺已经具备了小批量生产高品质电光陶瓷的能力。多年来，上海硅酸盐所一直致力于电光陶瓷制备方法的改进研究，探索制备高品质透明电光陶瓷的实用方法。此外，针对大视窗光调制器应用要求，迫切需要解决大尺寸(直径≥100mm)电光陶瓷的制备难点。为了成功应用到光调制器，电光陶瓷的光学性能必须均匀、无应力、透明度高，观察不到明显的缺陷等。但是采用常规的通氧热压烧结工艺只能满足直径50mm左右的陶瓷样品，当样品尺寸达到直径100mm时，由于陶瓷尺寸增大，除了样品开裂之外，还要考虑氧气氛交换的问题。

[0006] 在PLZT陶瓷的制备过程中，氧气氛在其中的作用至关重要。Henning和Hardtl已指出，高温烧结时，PLZT陶瓷中存在A(Pb)和B(Zr,Ti)两种空位。在气孔附近，在高氧压的作用下，氧进入晶格内的氧缺位，使氧缺位浓度降低，正离子缺位浓度增加。在烧结体内，正离子缺位浓度的增加，使正离子缺位向外扩散，氧缺位浓度的降低，使氧离子远离气孔，有利于气孔的进一步收缩，最终可以得到致密度极高的陶瓷。在致密化过程中，氧气可以通过晶内与晶界扩散两种方式从陶瓷体内排除；而空气中的氮气难以排除，导致在致密化后期会残余在陶瓷内形成闭合气孔。因此，氧气氛交换是消除气孔、获得高质量透明陶瓷的关键技术。尤其是随着陶瓷的尺寸增大，氧气氛扩散传质路径变长，采用常规的通氧热压烧结工艺会引起氧气交换不充分，导致气孔残余，难以获得高质量的大尺寸电光陶瓷。

发明内容

[0007] 本发明旨在克服现有电光陶瓷制备方法的缺陷，本发明提供了一种真空-氧气氛复合热压烧结制备高透过率透明电光陶瓷的方法。

[0008] 本发明提供了一种真空-氧气氛复合热压烧结制备电光陶瓷的方法，包括：将透明电光陶瓷的素坯先经过分段预烧，再在1200-1280℃、20-60MPa以及氧气气氛下进行热压烧结得到所述透明电光陶瓷，其中，分段预烧包含：

[0009] 1)第一阶段预烧：先将透明电光陶瓷的素坯在真空中保持规定时间，然后向透明电光陶瓷素坯所处的真空装置中通入氧气气氛，并在氧气气氛下升温至600—800℃的预烧温度，保温规定时间；

[0010] 2)第二阶段预烧：在第一阶段预烧结束后，再次抽真空透明电光陶瓷素坯所处的真空装置，并使得透明电光陶瓷在真空状态下保持规定时间，然后再通入氧气气氛，并在氧气气氛下升温至800-1000℃，保温规定时间。

[0011] 较佳地，透明电光陶瓷包括PLZT、PMN-PT、PZN-PT系列。基本以PLZT、PMN-PT、PZN-PT三个系列为主，PLMNT就是镧掺杂PMN-PT。

[0012] 较佳地，将包括透明电光陶瓷组成的氧化物、粘结剂的原料，均匀混合后造粒，再压制成型，得到所述电光陶瓷的素坯，其中，当素坯为圆柱体时，素坯的直径为≤200mm，厚度≤40mm。

[0013] 较佳地，第一阶段预烧中，真空度不大于0.025MPa，优选不大于0.02MPa，保持真空时间不少于0.5小时。

[0014] 较佳地，第一阶段预烧中，升温速率不高于300℃/小时，氧气流量不少于3公升/分钟，保温时间为1-2小时。但是优选的参数是：氧气流量为3-5公升/分钟，升温速率为200—250℃/小时。

[0015] 较佳地，第二阶段预烧中，真空度不大于0.025MPa，优选不大于0.02MPa，保持真空时间不少于0.5小时。

[0016] 较佳地，第二阶段预烧中，氧气流量为不少于3公升/分钟，升温速率不高于300℃/小时，优选氧气流量为3-5公升/分钟，升温速率为200—250℃/小时，保温时间为1-2小时。

[0017] 较佳地，热压烧结的升温速率不高于300℃/小时，优选200-250℃/小时，保温时间不少于10小时，优选10-20小时，氧气流量不少于3升/分钟，优选氧气流量3-5升/分钟。

[0018] 较佳地，所述方法制备的透明电光陶瓷，当厚度为1mm时，在1053nm波长处透过率T能够≥67％。

[0019] 本发明的有益效果：

[0020] 本发明提出将透明电光陶瓷制备过程中的氧气氛交换这一关键过程通过真空氧气氛交替处理进行独立分步控制，将陶瓷素坯粉体颗粒间的空气置换成氧气，有助于陶瓷在致密化过程中闭合气孔的消除，最终实现高透过率、大尺寸的透明电光陶瓷；

[0021] 上述的真空-氧气氛复合热压烧结方法，可以有效消除电光陶瓷中的闭合气孔，获得高度致密、高透过率的透明电光陶瓷。而且，该方法还可以有效解决大尺寸电光陶瓷气氛传质不足的关键问题，是一个简单、有效、成本低的大尺寸、高品质电光陶瓷制备方法。目前，大尺寸透明陶瓷的制备方法，在以往相关专利中基本未涉及，是该领域制备方法的创新发明。在透明电光陶瓷领域，代表目前国际先进水平的OptoCeramic@公司的PLMNT(3.5/75/25)陶瓷的性能如下[H.Jiang,Y.K.Zou,Q.Chen,K.K.Li,R.Zhang,Y.Wang,Transparent Electro-Optic Ceramics and Devices,Boston Applied Technologies；
US20050094678A1]：在1053nm处，n＝2.48，透过率约为68-69％，根据公式计算：Tmax＝(1-R)2(1+R2+R4)，R＝(n-1/n+1)2(其中n为折射率，以计算到第三级透射为标准)，可得在该波段其理论透过率为69.36％，实际透过率达到理论透过率的98-99％。而通过本发明方法制备的同类材料，以本发明中实施例1中PLZT(8/68/32)为例，在1053nm处样品透过率为70％，折射率为2.422，理论透过率为70.54％，实际透过率达到理论透过率的99％，已达到目前报道的国际先进水平。对于大尺寸透明电光陶瓷(直径约为100nm)，其透过率也达到理论透过率的96％(详见实施例3)。

附图说明

[0022] 图1是本发明的一个实施方式中制备的直径100mm大尺寸高品质PLZT(10/65/35)透明陶瓷样品实物图；

[0023] 图2是本发明的一个实施方式中制备的PLZT(10/65/35)的XRD相结构图谱，显示获得陶瓷为单一钙钛矿相结构；

[0024] 图3是本发明的一个实施方式中制备的PLZT(10/65/35)的断面扫描电子显微镜(SEM)照片；

[0025] 图4是本发明的一个实施方式中制备的直径100mm×1mm PLZT(10/65/35)从350nm到1100nm范围内的透过率曲线；

[0026] 图5是本发明的一个实施方式中制备的PLZT(10/65/35)的双折射与电场作用曲线。

具体实施方式

[0027] 以下结合附图和下述实施方式进一步说明本发明，应理解，附图及下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。

[0028] 本发明涉及一种真空-氧气氛复合热压烧结技术制备高透过率透明电光陶瓷的方法，属于透明电光陶瓷制备领域。本发明特点是将透明电光陶瓷制备中的氧气氛交换关键过程进行分步独立控制，通过真空-氧气氛交替处理，消除陶瓷的闭合气孔，尤其适用于制备大尺寸透明电光陶瓷。所述方法适用于以PLZT、PMN-PT为代表的铅基透明电光陶瓷。

[0029] 所述方法特征：真空气氛处理温度为800-1000℃，真空度不大于0.02MPa，保持真空时间≥0.5h，氧气流量为3-5升/分。热压烧结过程烧结温度范围1200℃-1280℃，保温时间10-20小时，压强20-60MPa，氧气流量为3-5升/分。所得透明电光陶瓷微观结构均匀、无微米尺度气孔缺陷，在可见光近红外波段具有高透过率，尺寸可达φ100mm，尤其适应于特定场合下大视窗光调制器件的应用需求。

[0030] 具体来说，真空-氧气氛复合热压烧结制备高透过率透明电光陶瓷的方法，包括下述步骤：

[0031] (1)素坯制备：以PLZT为例(同样适用于其它电光陶瓷)，按照Pb1-xLax(ZryTi1-y)1-x/4O3通式精确称量化学计量比的PbO、La2O3、ZrO2、TiO2粉体，将粉体混合、球磨、煅烧；加入粘结剂、造粒，干压压制成型，成型模具大小根据样品尺寸而定；

[0032] (2)真空处理：将素坯放入真空设备内，保持真空至真空度不大于0.02MPa，保持真空时间不少于0.5h。释放真空同时通氧气氛，将陶瓷坯体内部的空气置换成氧气，然后开始升温；当温度升至750℃时，再次抽真空至真空度不大于0.02MPa，保持真空0.5h以上将胚体内有机挥发物彻底排除，释放真空再次通氧。升温至800-1000℃，在氧气气氛下保温1-2h；

[0033] (3)将真空处理好的陶瓷坯体进行热压烧结，以200℃-250℃/小时的升温速率从室温升至1200℃-1280℃，并逐渐加压至20-60MPa，此后保持压力不变。保压不少于10小时后卸压，其后随炉冷却至室温，烧结过程中提供氧气氛；

[0034] (4)加工与性能检测：经过切、磨、抛等工序，将陶瓷体块材料加工成1mm厚度的陶瓷片，双面抛光后考察其光学透过率，采用Hitachi U-2800型分光光度计测试透明陶瓷350nm到1100nm范围内的光学透过率；采用SEM测试陶瓷显微结构；通过蒸镀金/铬电极，测定其各项电光性能。

[0035] 所述的陶瓷素坯热压烧结前要经过真空-氧气氛交替处理，包括步骤(2)。

[0036] 所述制备工艺可适用于多种透明电光陶瓷，组成可为：Pb1-xLax(ZryTi1-y)1-x/4O3，[0037] 式中：0＜x≤0.200，0.35≤y≤0.85。优选组分为：0.04≤x≤0.12，0.65≤y≤0.75；

[0038] 适合大尺寸高透明电光陶瓷的制备，其性能可达：

[0039] 样品直径≥100mm，在1053nm波长处透过率T≥67％(样品厚度为1mm)。

[0040] 所述制备工艺可适用于多种透明电光陶瓷，组成可为：(Pb1-x Lax)[(Mg1/3Nb2/3)yTi1-y]1-x/4O3，式中：0＜x≤0.15，0.50≤y≤0.90。优选组分为：0.02≤x≤0.10，0.70≤y≤0.75。

[0041] 本发明提供的真空-氧气氛复合热压烧结方法具有以下的技术优势：

[0042] 1.相对价格昂贵的真空氧气氛热压炉，本方法成本低，尤其适合大尺寸电光陶瓷的制备；

[0043] 2.与常规的通氧热压烧结技术相比，本方法可以有效提高透明电光陶瓷的光学透过率，并且适用于多种电光陶瓷体系，如PLZT、PMN-PT等。

[0044] 图1是直径100mm大尺寸高品质PLZT(10/65/35)透明陶瓷样品实物图；

[0045] 图2是PLZT(10/65/35)的XRD相结构图谱，显示获得陶瓷为单一钙钛矿相结构；

[0046] 图3是PLZT(10/65/35)的断面扫描电子显微镜(SEM)照片，其显示晶粒发育完整，晶界极薄，微米尺度无气孔缺陷，具有非常致密的显微结构；

[0047] 图4是直径100mm×1mm PLZT(10/65/35)从350nm到1100nm范围内的透过率曲线，显示在波长为1053nm处光学透过率为67％；

[0048] 图5是PLZT(10/65/35)的双折射与电场作用曲线，显示典型的二次电光特征，二次电光系数约为1.2×10-16(m/V)2。

[0049] 下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。

[0050] 实施例1

[0051] 按Pb1-xLax(ZryTi1-y)1-x/4O3，其中x＝0.08，y＝0.68，既PLZT(8/68/32)配料。采用φ5mm和φ8mm ZrO2混合圆球作为球磨介质行星球磨6小时，溶剂为去离子水，然后加入8％PVA粘结剂造粒、成型，成型压力35MPa，成型为φ55mm×30mm的圆柱体，然后对素坯进行真空气氛前处理。将素坯放入真空设备内，将腔体内空气抽出，真空度达到0.02MPa，保持真空
0.5小时，然后去真空通氧，让腔体内充满氧气氛，氧气流量为5公升/分钟。以200℃/小时升温速率从室温升至750℃时，再次抽真空至0.02MPa，保持真空0.8h后，释放真空再次通氧。
然后当温度升至900℃，保温1小时后随炉降温；

[0052] 真空气氛处理之后，采用通氧-热压烧结，以200℃/小时升温速率从室温升温至1230℃，并逐渐加压至35MPa，此后保持压力不变，保温保压10小时后卸压，其后随炉冷却至室温。从升温过程开始通入5公升/分钟氧气，直至卸压同时停止通入氧气；

[0053] 经过切、磨、抛等工序，陶瓷体块材料加工成直径×高为φ40mm×1mm的陶瓷片，双面抛光后考察其光学透过率，抛光样品断面后测试其显微结构，通过蒸镀金/铬电极，测定其各项性能，主要性能参数如表1所示。

[0054] 实施例2

[0055] 按Pb1-xLax(ZryTi1-y)1-x/4O3，其中x＝0.09，y＝0.65，既PLZT(9/65/35)配料。采用φ5mm和φ8mm ZrO2混合圆球作为球磨介质行星球磨6小时，溶剂为去离子水，然后加入8％PVA粘结剂造粒、成型，成型压力40MPa，成型为φ60mm×30mm的圆柱体。然后将素坯放入真空设备内，将腔体内空气抽出，真空度达到0.02MPa，保持真空0.8小时，然后去真空通氧，让腔体内充满氧气氛，氧气流量为5公升/分钟。以200℃/小时升温速率从室温升至750℃时，再次抽真空至0.02MPa，保持真空0.8h后，然后释放真空再次通氧。当温度升至900℃时，保温1小时后随炉降温。真空气氛处理之后，采用通氧-热压烧结，以200℃/小时升温速率从室温升温至1240℃，并逐渐加压至40MPa，此后保持压力不变，保温保压12小时后卸压，其后随炉冷却至室温。从升温过程开始通入5公升/分氧气，直至卸压同时停止通入氧气；

[0056] 经过切、磨、抛等工序，陶瓷体块材料加工成直径×高为φ50mm×1mm的陶瓷片，双面抛光后考察其光学透过率，抛光样品断面后测试其显微结构，通过蒸镀金/铬电极，测定其各项性能，主要性能参数如表1所示。

[0057] 实施例3

[0058] 按Pb1-xLax(ZryTi1-y)1-x/4O3，其中x＝0.10，y＝0.65，既PLZT(10/65/35)配料。采用φ5mm和φ8mm ZrO2混合圆球作为球磨介质行星球磨6小时，溶剂为去离子水，然后加入8％PVA粘结剂造粒、成型，成型压力50MPa，成型为φ110mm×30mm的圆柱体，然后对素坯进行真空气氛前处理。处理的过程参数为：将素坯放入真空设备内，将腔体内空气抽出，真空度达到0.025MPa，保持真空1.0小时，然后去真空通氧，让腔体内充满氧气氛，氧气流量为5公升/分钟。以200℃/小时升温速率从室温升至750℃时，再次抽真空至0.025MPa，保持真空0.5h后，释放真空再次通氧。然后当温度达到900℃，保温1小时后随炉降温；

[0059] 真空气氛处理之后，采用通氧-热压烧结，烧结过程的参数为：

[0060] 以200℃/小时升温速率从室温升温至1240℃，并逐渐加压至50MPa，此后保持压力不变，保温保压15小时后卸压，其后随炉冷却至室温。从升温过程开始通入5公升/分钟氧气，直至卸压同时停止通入氧气；

[0061] 经过切、磨、抛等工序，陶瓷体块材料加工成直径×高为φ100mm×1mm的陶瓷片，双面抛光后考察其光学透过率，抛光样品断面后测试其显微结构，通过蒸镀金/铬电极，测定其各项性能，主要性能参数如表1所示。图1与图4表明所制备的大尺寸PLZT具有优异的光学透过率。图2、图3表明所得PLZT具有单一的钙钛矿相，和致密、微米尺度无气孔的显微结构。图5表明所得PLZT具有显著的二次电光效应。

[0062] 实施例4

[0063] 按(Pb1-x Lax)[(Mg1/3Nb2/3)yTi1-y]1-x/4O3，其中x＝0.03，y＝0.75，既PLMNT(3/75/25)配料。采用φ5mm和φ8mm ZrO2混合圆球作为球磨介质行星球磨6小时，溶剂为去离子水，然后加入8％PVA粘结剂造粒、成型，成型压力30MPa，成型为φ35mm×30mm的圆柱体，然后对素坯进行真空气氛前处理。处理的过程参数为：将素坯放入真空设备内，将腔体内空气抽出，真空度达到0.02MPa，保持真空0.5小时，然后去真空通氧，让腔体内充满氧气氛，氧气流量为5公升/分钟。以200℃/小时升温速率从室温升至750℃时，再次抽真空至0.02MPa，保持真空0.5h，释放真空再次通氧。然后当温度升至900℃，保温1小时后随炉降温。真空气氛处理之后，采用通氧-热压烧结，以200℃/小时升温速率从室温升温至1260℃，并逐渐加压至30MPa，此后保持压力不变，保温保压16小时后卸压，其后随炉冷却至室温。从升温过程开始通入5公升/分钟氧气，直至卸压同时停止通入氧气；

[0064] 经过切、磨、抛等工序，陶瓷体块材料加工成直径×高为φ25mm×0.5mm的陶瓷片，双面抛光后考察其光学透过率，抛光样品断面后测试其显微结构，通过蒸镀金/铬电极，测定其各项性能，主要性能参数如表1所示。

[0065] 表1实施例的透明电光陶瓷性能(1053nm)

[0066]

[0067] 以上结果表明，采用真空复合热压烧结技术可以制备直径可达φ100mm的大尺寸PLZT透明陶瓷。并且制备的大尺寸透明陶瓷具有优异的光学透过率和显著的电控双折射效应，具有良好的光强调制功能，可满足特定场合下大视窗光调制器的应用需求。