YAG及Yb-YAG透明激光陶瓷的制備及光學(xué)性能研究.pdf

1、釔鋁石榴石(Y3Al5O12，YAG)具有非常好的機(jī)械性能和光學(xué)性能，是一種很理想的激光基質(zhì)材料。有關(guān)的粉體制備技術(shù)，成型技術(shù)和透明陶瓷燒結(jié)制備技術(shù)一直是國內(nèi)外關(guān)注的焦點。本論文主要研究了固相反應(yīng)法和化學(xué)共沉淀法制備YAG及Yb∶YAG透明陶瓷及其光學(xué)性能。研究工作主要包括以下幾個方面:
　　1.采用固相反應(yīng)法通過真空燒結(jié)制備了YAG陶瓷，系統(tǒng)的研究球磨轉(zhuǎn)速、添加劑用量、燒結(jié)工藝等因素對YAG透明陶瓷顯微結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能的影響。實驗

2、結(jié)果表明，球磨轉(zhuǎn)速為160 r/min時，球磨后粉體混合均勻，真空燒結(jié)制備出透明陶瓷晶粒尺寸較均勻，在可見光波段透光率達(dá)到60％;燒結(jié)助劑MgO的最佳添加量為0.1 wt％。燒結(jié)溫度為1750℃，保溫時間為5h時所制備的YAG透明陶瓷透光率最高。
　　2.采用固相反應(yīng)法通過真空燒結(jié)制備了Yb∶YAG透明陶瓷，詳細(xì)研究不同燒結(jié)溫度和摻雜量對Yb∶YAG透明陶瓷顯微結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能的影響;同時嘗試采用均相法制備球形Y2O3和Yb∶Y2O

3、3納米粉體，然后與商業(yè)Al2O3和Yb2O3粉體混合真空燒結(jié)制備Yb∶YAG透明陶瓷。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，摻雜5 at％Yb時，陶瓷具有一定的透光率。所有樣品在1700℃燒結(jié)后都只有YAG相，無其他雜質(zhì)相。當(dāng)摻雜濃度為1 at％時，最佳燒結(jié)溫度為1650℃，比YAG陶瓷最佳燒結(jié)溫度略低。采用先制備Yb∶Y2O3納米粉體，然后混合Al2O3粉體真空燒結(jié)所制備的Yb∶YAG透明陶瓷透光率更高。
　　3.采用化學(xué)共沉淀法合成YAG和不同摻雜濃度的