[發(fā)明專利]利用注漿成型制備釔鋁石榴石基透明陶瓷的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910198810.1
• 申請(qǐng)日: 2009-11-13
• 公開（公告）號(hào): CN102060539A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李江;周軍;潘裕柏;劉文斌;張文馨;王亮;姜本學(xué);石云;寇華敏;郭景坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號(hào): C04B35/622
• 分類號(hào): C04B35/622;C04B35/44;C04B35/50
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及透明陶瓷制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用注漿成型制備釔鋁石榴石(YAG)基透明陶瓷的新方法。

背景技術(shù)

釹摻雜釔鋁石榴石(Nd:YAG)單晶是目前性能最好，產(chǎn)量最大，用途最廣的激光基質(zhì)材料，但是單晶生長技術(shù)的固有特性使其性能和應(yīng)用范圍受到限制。材料科學(xué)家在20世紀(jì)60年代起就嘗試用透明陶瓷作為固體激光器的工作物質(zhì)，但效果均不理想。直到專利JP05-286761，JP05-286762，JP05-294722，JP05-294723，JP05-294724，JP05-235462等發(fā)布后，以Nd:YAG透明陶瓷為代表的陶瓷激光工作物質(zhì)由于其在制備技術(shù)和材料性能等方面具有單晶、玻璃激光材料無可比擬的優(yōu)勢而受到了人們的極大關(guān)注，并且得到了迅速的發(fā)展。

制備Nd:YAG透明陶瓷的方法主要有兩種：一種采用固相反應(yīng)-真空燒結(jié)技術(shù)；另外一種方法是先用濕化學(xué)法合成高燒結(jié)活性的Nd:YAG納米粉體，然后采用真空燒結(jié)技術(shù)制備Nd:YAG透明陶瓷。1995年，A.Ikesue首次報(bào)道了用濕化學(xué)法合成高燒結(jié)活性的Y₂O₃、Al₂O₃和Nd₂O₃粉體，然后采用固相反應(yīng)和真空燒結(jié)技術(shù)制備Nd:YAG透明陶瓷[A.Ikesue，T.Kinoshita，K.Kamata，et?al，F(xiàn)abrication?and?optical?properties?of?high-performancepolycrystalline?Nd:YAG?ceramics?for?solid-state?lasers，J.Am.Ceram.Soc.，1995，78(4)：1033-1040]，并首次實(shí)現(xiàn)了Nd:YAG透明陶瓷的連續(xù)激光輸出。濕化學(xué)法制備Nd:YAG激光陶瓷在1999年取得重大突破，日本神島(Konoshima)化學(xué)公司采用一種改進(jìn)的尿素沉淀法制備出顆粒尺寸均勻、分散性好的Nd:YAG納米粉體[專利JP10-101333，JP10-101334，JP10-101411，JP10-114519]，通過真空燒結(jié)技術(shù)制備出高質(zhì)量的Nd:YAG透明陶瓷，并實(shí)現(xiàn)了大功率的激光輸出。

Nd:YAG透明陶瓷不僅具有可與激光單晶相媲美的透光性能和激光性能，而且具有與激光玻璃相似的可大尺寸制備和實(shí)現(xiàn)高濃度摻雜，尤其還具有結(jié)構(gòu)陶瓷特有的優(yōu)良的高溫力學(xué)性能與容易實(shí)現(xiàn)復(fù)合結(jié)構(gòu)的特征，因此激光陶瓷被認(rèn)為是21世紀(jì)最有發(fā)展前景的激光材料之一。2006年，美國勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室利用日本神島化學(xué)公司生產(chǎn)的Nd:YAG透明陶瓷，實(shí)現(xiàn)了67kW的固體熱容激光輸出，引起了各國國防部的高度關(guān)注，使得激光陶瓷材料替代激光單晶成為美國軍方固體激光武器的重要選項(xiàng)。高端激光武器用及特殊環(huán)境下使用的材料往往需要具有大尺寸、復(fù)雜形狀和復(fù)合結(jié)構(gòu)等特點(diǎn)，采用常規(guī)的干壓成型很難實(shí)現(xiàn)。因此，探索探索適合制備釔鋁石榴石基透明陶瓷的新型成型方法具有十分重要的意義。

注漿成型特別適合用于制備形狀復(fù)雜、大尺寸和復(fù)合結(jié)構(gòu)的樣品。將注漿成型與納米粉體制備技術(shù)、固相反應(yīng)燒結(jié)技術(shù)和真空燒結(jié)技術(shù)結(jié)合起來制備釔鋁石榴石基透明陶瓷，是一條很有前景的途徑。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種利用注漿成型工藝制備釔鋁石榴石基透明陶瓷的方法，其特征在于該方法的具體工藝步驟包括：

(1)原料選擇

本發(fā)明使用的原料可以是：