激光陶瓷的粉體制備研究.pdf

1、作為一種典型的陶瓷材料，釔鋁石榴石(Y<,3>Al<,5>O<,12>,YAG)由于其良好的光學(xué)性能和機(jī)械強(qiáng)度以及穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)，在激光和發(fā)光領(lǐng)域被廣泛用作基質(zhì)材料。近年來(lái)釔鋁石榴石粉體的低溫合成技術(shù)及其透明陶瓷的制備引起了人們的極大關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)，透明多晶釔鋁石榴石(YAG)陶瓷與其單晶材料相比，可實(shí)現(xiàn)大尺寸、高摻雜濃度、低成本，在高功率全固態(tài)激光器中有著巨大的應(yīng)用價(jià)值。1995年，Ikesue等用固相反應(yīng)的方法制備出了透明的、折

2、射率和熱導(dǎo)率都與單晶相當(dāng)?shù)腘d<'3+>：YAG激光陶瓷，從而也把在通信、軍事上有著巨大應(yīng)用潛力的摻Nd<'3+>激光透明陶瓷材料的研究推向了高潮。 本文采用化學(xué)共沉淀法和溶膠一凝膠法兩種方法制備了Nd：YAG粉體，研究了檸檬酸法和碳酸氫氨沉淀法制備釔鋁石榴石超細(xì)粉體的技術(shù)。通過真空熱壓燒結(jié)實(shí)驗(yàn)，詳細(xì)考察了YAG超細(xì)粉體的燒結(jié)性能、不同溫度燒結(jié)的坯體氣孔分布情況、晶粒生長(zhǎng)現(xiàn)象和不同溫度燒結(jié)的坯體微觀組織形貌。并采用綜合熱分析(T

3、G-DTA)、X光衍射(XRD)和掃描電鏡(SEM)等測(cè)試手段對(duì)粉體進(jìn)行了樣品表征，最終得到了摻釹濃度分別為1at.％和5at.％的Nd：YAG激光陶瓷。在實(shí)驗(yàn)過程中運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)法對(duì)Nd：YAG激光陶瓷的透明問題進(jìn)行了研究。分析了在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中Nd<'3+>離子摻雜量、沉淀劑的摩爾比以及真空燒結(jié)溫度三個(gè)因素對(duì)激光陶瓷透明度的影響，并得到了各因素的最佳水平和實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化方案。 在充分利用YAG超細(xì)粉體的制備技術(shù)和深刻理解YAG陶瓷