稀土摻雜YAG透明陶瓷的制備及性能研究.pdf

1、稀土離子摻雜YAG透明陶瓷是一種性能優(yōu)異的激光工作物質(zhì)，具有優(yōu)良的機械性能、化學(xué)穩(wěn)定性及光學(xué)性能，被廣泛應(yīng)用于固體激光器領(lǐng)域。本文以尿素均勻沉淀法制備Pr∶YAG和Nd∶YAG粉體及陶瓷，采用FT-IR、XRD、SEM、UV等手段表征粉體及陶瓷的性能，研究了稀土元素及摻雜量、添加劑、前驅(qū)體煅燒溫度、燒結(jié)制度及后處理加工等因素對其性能的影響，結(jié)果表明:
　　 1、不同Pr摻雜量YAG前驅(qū)體1300℃煅燒后均為單一YAG相，平均晶粒

2、尺寸隨Pr摻雜量的增加先增后減，摻雜量為2mol％時為最大值43.94nm，而后隨Pr摻雜量增加晶粒尺寸減小。摻雜2mol％Pr時YAG粉體結(jié)晶度高，燒結(jié)活性好，所得陶瓷微觀結(jié)構(gòu)良好，透過率較高。由此，YAG中Pr的最佳摻雜量為2mol％。
　　 2、YAG中Nd摻雜量以1mol％為最佳，1300℃煅燒的Nd∶YAG粉體形貌規(guī)則、顆粒度均勻、分散性好;1780℃真空燒結(jié)20h后Nd∶YAG陶瓷具有良好的微觀結(jié)構(gòu)和透明性，晶粒尺寸

3、為10～15μm，其1064nm波長處最大直線透過率為80％。
　　 3、YAG透明陶瓷中TEOS最佳添加量為0.5wt.％，TEOS添加太少或太多，均會使其微觀結(jié)構(gòu)惡化，不利于陶瓷透明性的提高;適量(NH4)2SO4的引入能有效改善YAG前驅(qū)體性能，煅燒后YAG粉體形貌規(guī)則，尺寸分布均勻，分散性良好。
　　 4、YAG陶瓷真空燒結(jié)過程升溫速率慢，可改善其微觀結(jié)構(gòu)，降低氣孔率，提高透明性，一般以1℃/min為宜，最佳真空