YAG透明陶瓷及YAG-ZrO2復(fù)相陶瓷的燒結(jié)及性能研究.pdf

1、釔鋁石榴石(YAG)屬于立方晶系結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)良的光學(xué)、力學(xué)、機(jī)械性能，在固體激光器上應(yīng)用非常廣泛。稀土離子可以把YAG晶體中位于十二面體晶格中的Y3+取代，形成稀土摻雜YAG透明陶瓷，可以克服YAG晶體的制備過程以及一些性質(zhì)中的各種限制問題，是一種非常優(yōu)異的激光介質(zhì)材料。本文以高純Y2O3、Al2O3，以及稀土氧化物為原料，采用固相反應(yīng)法，結(jié)合真空燒結(jié)技術(shù)分別制備了不同摻雜濃度的(1.0at％、3.0at％、5.0at％)Nd∶YAG透

2、明陶瓷，(1at％)Pr∶YAG透明陶瓷、(1at％)Sm∶YAG透明陶瓷。系統(tǒng)研究了稀土摻雜YAG陶瓷粉體的煅燒溫度以及顆粒形貌，透明陶瓷的透過率、致密度、硬度等性能。對(duì)合成的YAG粉體與3Y-TZP進(jìn)行均勻摻雜合成3Y-TZP/YAG復(fù)相陶瓷，系統(tǒng)考察了不同摻雜比和煅燒溫度對(duì)復(fù)相陶瓷的密度、收縮率、致密度、微觀結(jié)構(gòu)、晶相以及力學(xué)性能的影響，研究YAG對(duì)3Y-TZP低溫老化性能的改善作用。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用固相反應(yīng)

3、法合成YAG前驅(qū)體，在1500℃煅燒3h，形成了純YAG相，沒有雜質(zhì)相和中間相的存在，顆粒均勻。制備的不同摻雜濃度的Nd∶YAG陶瓷粉體，1 at％Nd∶YAG粉體的最強(qiáng)衍射峰強(qiáng)度值最強(qiáng)，表明具有非常好的燒結(jié)活性，結(jié)晶度高。1800℃真空燒結(jié)20h得到的1at％Nd∶YAG透明陶瓷致密度最高、硬度達(dá)到最大，且具有非常高的光學(xué)透過率，在波長(zhǎng)1064nm處的直線透過率高達(dá)78.70％。⑵1800℃真空燒結(jié)制備得到1at％Nd∶YAG、Pr∶

4、YAG和Sm∶YAG透明陶瓷，1500℃煅燒的YAG粉體顆粒分布均勻、具有非常好的燒結(jié)活性。制備的透明陶瓷致密度高，具有非常好的力學(xué)性能，其維氏硬度分別達(dá)到1354.5 MPa、1340.1MPa和1202.8MPa。透明陶瓷表現(xiàn)出非常好的光學(xué)透過率，均能看清紙上字跡，在1064nm的直線透過率達(dá)到78.70％、53.80％、50.55％。⑶采用不同YAG與3Y-TZP的質(zhì)量比進(jìn)行混合制備3Y-TZP/YAG復(fù)相陶瓷。1500℃煅燒3h