Y2O3透明陶瓷組織性能研究.pdf

1、氧化釔(Y2O3)透明陶瓷具有穩(wěn)定性好、光學(xué)透明區(qū)域?qū)挕釋?dǎo)率高等優(yōu)點(diǎn),是一種優(yōu)良的高溫紅外材料、電子材料和耐火材料。然而,因其熔點(diǎn)高達(dá)2430℃,且在約2280℃附近存在相變,用常規(guī)的方法很難生長(zhǎng)出大尺寸和高光學(xué)質(zhì)量的單晶,從而限制了它的應(yīng)用。因Y2O3透明陶瓷的熱導(dǎo)率幾乎是YAG的兩倍,膨脹系數(shù)與其相近,同時(shí)Y3+與其它稀土發(fā)光離子同屬于鑭系元素,可以進(jìn)行高濃度的摻雜,從而使稀土離子摻雜Y2O3透明陶瓷引起了人們的廣泛注意。

2、　　本文以氧化鑭釔透明陶瓷為研究對(duì)象,采用碳酸鹽共沉淀工藝,在氫氣氣氛中氣氛燒結(jié)和微波燒結(jié)制備了氧化鑭釔透明陶瓷,對(duì)其粉體性能、陶瓷顯微結(jié)構(gòu)、力學(xué)和光學(xué)性能進(jìn)行研究。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:采用碳酸鹽共沉淀法制備Y1.8La0.2O3粉體,隨著煅燒溫度的升高,XRD衍射峰變得更尖銳;Y1.8La0.2O3粉體在900℃×2h煅燒后粉體近球形,顆粒大小均勻,其平均粒徑為30~60nm。隨著 La2O3摻雜量的增大, Y2-xLaxO3(

3、x=0~0.4)粉體衍射峰向小角度方向移動(dòng),繼續(xù)增大La2O3的摻雜量,則超過(guò)其在Y2O3中的固溶極限,出現(xiàn)La2O3的衍射峰,形成第二相。
　　采用氫氣氛燒結(jié)1600℃保溫480min制備Y2-xLaxO3(x=0~0.4)陶瓷,Y1.8La0.2O3陶瓷的性能較好,相對(duì)密度達(dá)99.6％,硬度值達(dá)809HV,透光率達(dá)54%,晶粒尺寸大小為5~10μm。采用微波燒結(jié)制備Y1.8La0.2O3透明陶瓷,在燒結(jié)溫度為1450℃時(shí)其性能

4、較好,相對(duì)密度達(dá)99.8%,硬度值達(dá)819 HV,透光率達(dá)到78%,晶粒尺寸大小為2~4μm。微波燒結(jié)相對(duì)于氣氛燒結(jié)制備Y1.8La0.2O3透明陶瓷,其相對(duì)密度、硬度和透過(guò)率均有一定程度的提高,晶粒也變得更為細(xì)小。
　　采用微波燒結(jié)制備摻雜2at.%Nd3+:Y1.8La0.2O3透明陶瓷,其燒結(jié)試樣X(jué)RD衍射峰與立方相Y2O3的衍射峰相對(duì)應(yīng),晶粒大小較為均勻,平均晶粒尺寸為2~4μm,因添加Nd3+造成電子躍遷效應(yīng)而使其透過(guò)率