纳米结构透明陶瓷是结构-功能一体化材料的典型代表，由于其优异的光学、力学和热学等综合性能，在固体激光、红外窗口和半导体照明等领域发挥着日益重要的作用。但对现有的陶瓷制备技术而言，如何获得无气孔、纳米结构的透明陶瓷材料仍是一个严峻的挑战。本文发展了一种制备纳米结构透明陶瓷的新技术--非晶烧结-晶化法(Amorphous Sintering and Controlled Crystallization，简称ASCC)。该技术包括非晶粉末的制备、中温热压烧结以及受控晶化处理三个关键工艺。本文以稀土铝酸盐体系为研究对象，采用ASCC法制备了ALZ(Al2O3-La2O3-ZrO2)、YAH(Al2O3-Y2O3-[HfO2)和LYAG(Al2O3-Y2O3-La2O3)三种纳米透明陶瓷，表明了该技术的普适性。非晶粉末的制备研究表明：火焰喷淬结合组分设计、喷雾造粒和粉末后处理工艺，可以制备出纯度高、粒径可控和非晶程度近100％的ALZ、YAH和LYAG非晶粉末。选择近共晶或共晶组份、减小材料尺度和强化冷却速度是实现火焰喷淬制备稀土铝酸盐非晶粉末的基本思路。　　 本文针对ASCC法制备ALZ纳米透明陶瓷，系统研究了非晶粉末的中温热压烧结和晶化处理对制备产物的物相组成、微观结构以及性能的影响规律，深入探讨了稀土铝酸盐非晶粉末的烧结机理、晶化动力学以及复相纳米透明陶瓷的透光机制。研究结果表明：较宽的烧结动力学窗口△Tx是非晶粉末烧结致密化的前提条件。以ALZ非晶粉末为原料，在880℃、60MPa下，热压烧结出了透光率高达75％的透明玻璃。晶化温度对样品的密度、晶化程度、晶粒尺寸、力学性能以及透光性能均有重要影响。在1200℃晶化处理2h，制备出了LaAlO3/t-ZrO2复相纳米透明陶瓷，平均晶粒尺寸为40nm，波长800nm处的透光率为55％，维氏硬度和断裂韧性分别为19.05GPa和2.64MPa·m1/2。对烧结收缩曲线的分析表明，ALZ非晶粉末的烧结以塑性流动机制为主，这是由其较大的高温粘度所决定的。采用JMA法和Chens公式分别研究了ALZ玻璃的等温晶化动力学和非等温晶化动力学。JMA法指出，晶化过程中Avrami指数n和活化能E不是恒定的，n由1.93变为2.60，E在晶化分数为20-60％时最大，为457±32kJ/mol。模拟计算表明，复相纳米陶瓷的透光率主要取决于第二相的晶相含量和晶粒尺寸。以上发现为ASCC法制备其他纳米透明陶瓷提供了实验指导和理论依据。为了验证工艺的普适性，采用ASCC法制备了 YAH复相纳米透明陶瓷。重点研究了低温晶化和高温晶化两种热处理方式对晶化产物的物相组成与微观结构的影响。研究结果表明：1100℃是YAG晶相的临界析出与生长温度。在1200℃晶化处理2h，获得了YAG/HfO2复相纳米透明陶瓷。该复相陶瓷在波长4.41μm处的透光率达到75％。通过La2O3掺杂，以 ASCC法制备出了含有LYAG纳米晶相的透明玻璃陶瓷。结果表明：YAG非晶粉末的△Tx非常小，难以实现中温烧结致密化。La2O3掺杂能明显拓宽 YAG组分的△Tx，并成功制备出了LYAG透明玻璃。经875℃等温晶化处理7h，获得了含LYAG纳米晶相的透明玻璃陶瓷，晶粒尺寸约54nm，最大透光率为57％。因为La3+掺杂，Ce3+：LYAG纳米陶瓷的激发峰和发射峰明显红移，分别为λex=473nm和λem=558nm。这对ASCC法制备单相纳米透明陶瓷及其功能化奠定了基础。