固相反應(yīng)法制備稀土摻雜YAG透明陶瓷及其性能研究.pdf

1、釔鋁石榴石(Y3Al5O12，YAG)，由于其優(yōu)越的化學(xué)穩(wěn)定性、光學(xué)和機(jī)械性能而作為一種重要的陶瓷材料。它可以被用作電子器件的耐熱涂層和摻雜稀土離子的基體用作固體激光器工作物質(zhì)。近年來，作為YAG單晶的替代品YAG多晶透明陶瓷受到了廣泛的關(guān)注。目前，YAG粉體的合成方法主要有固相反應(yīng)法，共沉淀法，溶膠-凝膠法，其中固相反應(yīng)法因?yàn)榫哂挟a(chǎn)量高，工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。本文采用商業(yè)Al2O3、Y2O3和稀土氧化物粉體通過固相反應(yīng)法制備了透明

2、的稀土摻雜YAG透明陶瓷。
　　用商業(yè)Al2O3、Y2O3、Gd2O3粉體和Ce(NO3)3·xH2O晶體制備了化學(xué)式為CexY1.5-xGd1.5Al5O12和CexY3-xAl5O12的透明陶瓷，當(dāng)Ce3+摻入量增加時(shí)，晶粒尺寸明顯變小，透過率降低，當(dāng)x=0.02時(shí)CexY1.5-xGd1.5Al5O12和CexY3-xAl5O12在λ=800nm的直線透過率分別為65.24％和76.59％;CexY3-xAl5O12的發(fā)光強(qiáng)

3、度隨著Ce3+摻入量的增加先增強(qiáng)后減弱，當(dāng)x=0.05時(shí)達(dá)到最大，而對(duì)于CexY1.5-xGd1.5Al5O12，其發(fā)光強(qiáng)度隨著Ce3+摻入量的增加而減弱，x=0.02其發(fā)光最強(qiáng)。對(duì)比CexY1.5-xGd1.5Al5O12和CexY3-xAl5O12，當(dāng)摻入Gd3+后發(fā)光強(qiáng)度會(huì)減弱;對(duì)于這兩組樣品，退火只會(huì)影響樣品的發(fā)光強(qiáng)度，而對(duì)激發(fā)與發(fā)射波長(zhǎng)不會(huì)產(chǎn)生影響。
　　以聚丙烯酸銨為分散劑，水為分散介質(zhì)的Yb∶YAG懸浮體系，最佳分散

4、劑含量為0.5wt％;不需要調(diào)整pH值，最佳球磨時(shí)間為16h;生坯密度隨固相含量的提高而升高;對(duì)比不同溫度煅燒的粉體得出1200℃煅燒后的粉體燒結(jié)性能較好，但是在成型過程中容易分層，1300℃煅燒后的粉體燒結(jié)性能差，但成型過程中不容易分層;對(duì)比不同方法對(duì)粉體進(jìn)行表面處理的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)用磷酸在50℃處理的粉體分散效果好，可以制的固含量高達(dá)40vol％的漿料。
　　通過模壓成型，制備了層狀復(fù)合結(jié)構(gòu)的Yb∶YAG/YAG坯體，在不同溫度真