[發明專利]氟氧化物玻璃陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201210125358.8
• 申請日: 2012-04-26
• 公開（公告）號: CN102659319A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 張思念;黃建華;陳雨金;林炎富;龔興紅;黃藝東;羅遵度
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: C03C10/16
• 分類號: C03C10/16;C03B32/02;C03C4/00
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技術領域

本發明涉及固體激光材料領域，尤其是涉及一種摻釹含氟磷酸鈣或氟磷酸鍶納米晶的透明氟氧化物玻璃陶瓷及其制備方法。

背景技術

釹離子摻雜氟磷酸鈣或氟磷酸鍶單晶都是可實現低閾值高效率激光運轉的激光材料(參見X.Zhang?et?al.，Appl.Phys.Lett.，64(1994)10-12)。但是，該類晶體生長成本較高、熱機械性能較差，因而難以輸出高功率激光。

玻璃陶瓷是對玻璃進行晶化處理后，獲得的玻璃相和晶相共存的復合材料。通過控制晶化過程，可以獲得透明玻璃陶瓷。這類玻璃陶瓷能夠結合稀土離子在晶體場環境中好的發光性能和玻璃本身的良好熱機械性能、低成本、易得到異型材料等優點。實現這種結合的關鍵是稀土離子進入晶相且玻璃保持透明性。國際上已有摻釹鋰鋁硅酸鹽玻璃陶瓷實現1.06微米激光的報道，但是其運轉斜率效率最高僅為0.15％左右(參見U.Kang?et?al.，J.Non-Cryst.Solids，278(2000)75-84.)。該類材料由于釹離子很難進入硅酸鋁鋰納米晶相中，降低了其實際應用價值。本發明通過調整組分和熱處理條件，可制備出摻釹含氟磷酸鈣或氟磷酸鍶納米晶的氟氧化物玻璃陶瓷。該玻璃陶瓷在可見及近紅外波段有較高的透過率，且釹離子以較高比例進入氟磷酸鈣或氟磷酸鍶晶相中，具有高的發光量子效率和發射截面。因而使其成為具有應用前景的1.06微米固體激光材料。

發明內容

本發明提出了一種摻釹的含氟磷酸鈣或氟磷酸鍶納米晶的透明玻璃陶瓷的組分及其制備工藝，目的在于制備出熱機械性能穩定，可用于實現1.06微米激光運轉的透明玻璃陶瓷。

本發明制備的玻璃陶瓷組分為(摩爾比)：

aSiO₂-bAl₂O₃-cP₂O₃-dACO₃-eAF₂-fLa₂O₃-gLi₂CO₃-hB₂O₃-iZrO₂∶jNd₂O₃

其中：A＝Ca，Sr；24＜a＜34，13＜b＜23，7＜c＜17，15＜d＜25，13＜e＜23，0≤f＜2，0≤g＜2，0≤h＜2，0≤i＜2，0.05＜j＜2.5，a+b+c+d+e+f+g+h+i＝100。

本發明采用如下制備工藝：將粉體原料研磨后加熱熔融，在1450-1500℃保溫，成型退火后，再加熱到770-840℃，退火后即獲得所述的玻璃陶瓷。

本發明的玻璃陶瓷與已實現激光運轉的摻釹鋰鋁硅酸鹽玻璃陶瓷相比，具有更高的激光運轉效率；與已有的摻釹氟磷酸鈣或氟磷酸鍶激光晶體相比，具有制備工藝簡單、成本低廉、易得到異型材料和熱機械性能穩定等優點。

具體實施方式