[發明專利]一種含稀土摻雜YAG相的微晶玻璃及其制備方法

有效

• 申請號: 201210007159.7
• 申請日: 2012-01-11
• 公開（公告）號: CN102557458A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 夏海平;張麗;張約品;章踐立
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: C03C10/14
• 分類號: C03C10/14
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明

技術領域

本發明涉及微晶玻璃，具體涉及一種含稀土摻雜YAG相的微晶玻璃及其制備方法。

背景技術

微晶玻璃結合了玻璃與晶體的特點，解決了單晶生長及單晶的缺陷，為具有較好的光學性能的材料，應用于軍事、通信、醫藥等領域。釔鋁石榴石?(yttrium?aluminum?garnet)，化學式是Y₃Al₅O₁₂，簡稱YAG，具有良好的機械強度、透明性、化學穩定性和導熱性，并能激活離子提供良好的晶場環境，是一種優秀的可摻稀土離子的微晶材料。如授權公告號為CN1326790，名稱為稀土離子摻雜的YAG微晶玻璃及其制備方法的發明專利，就公開了以CaO、SiO₂、TiO₂為玻璃基質材料，Y₂O₃和Al₂O₃為釔鋁石榴石微晶材料，微晶材料摻Yb³⁺、Er³⁺或Tm³⁺稀土離子，用一步熔融法，將所有材料，在1600~1800℃熔化溫度下，熔化融合制得含稀土摻雜YAG相的微晶玻璃。公開號為CN102040337的發明專利申請，也公開了以堿金屬或堿土金屬氧化物、SiO₂為玻璃基質材料，Y₂O₃和Al₂O₃為釔鋁石榴石微晶材料，微晶材料可摻CeO₂、Pr₂0₃、Sm₂O₃、Dy₂O₃、Er₂O₃、Nd₂O₃、EuO₂、Eu₂O₃或Cr₂O₃等稀土離子，用一步熔融法，將所有材料，在1600~1700℃熔化溫度下，熔化融合制得含稀土摻雜YAG相的微晶玻璃。上述兩種含稀土摻雜YAG相的微晶玻璃中，玻璃基質成份只有2~3種，微晶玻璃基本透明，微晶玻璃中稀土摻雜YAG微晶分散性較差，微晶中稀土離子均勻性也較差，YAG微晶粒子較大，納米級YAG微晶粒子較少，?YAG晶格中稀土離子較少，微晶玻璃光學性能較差。制備時需要1600~1800℃的高溫熔化融合，制備工藝要求高，生產成本大，稀土離子析入到微晶格中的量較少。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種YAG微晶粒子較小，平均粒徑小于100nm納米，YAG微晶和YAG晶格中稀土離子分散性均較好，微晶玻璃光學性能較優，半透明的含稀土摻雜YAG相的微晶玻璃。

本發明還提供了該含稀土摻雜YAG相的微晶玻璃的制備方法，通過二步熔融法，熔化融合溫度較低，制備工藝要求較低，生產成本較低，而微晶玻璃中微晶材料的均勻性較好，YAG微晶粒子較小，稀土離子基本進入YAG晶格，且分散性較好。?

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種含稀土摻雜YAG相的微晶玻璃，由玻璃基質材料和稀土摻雜的釔鋁石榴石微晶材料熔化融合、退火制得，所述玻璃基質材料與所述的稀土摻雜的釔鋁石榴石微晶材料的重量比95:?4~6，所述的玻璃基質材料由下述原料：SiO₂12~43mol%、B₂O₃20~50mol%、Na₂O6~25mol%、BaO1~5?mol%、K₂O1~5mol%、ZnO3~13mol%、CaO6~24mol%和Li₂O8~22mol%熔融得到；所述的稀土摻雜的釔鋁石榴石微晶材料的通式為?(Y_1-XLn_X)₃Al₅O₁₂，其中Ln為Ce、Eu或?Nd，X=0.03～0.08。