[發明專利]一種高光學質量的Ho2Zr2O7磁光陶瓷的制備方法

有效

• 申請號: 202111365742.0
• 申請日: 2021-11-05
• 公開（公告）號: CN113880578B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 呂濱;胡良斌
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: G02B1/00
• 分類號: G02B1/00;C04B35/51;C04B35/622
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種高光學質量的Ho₂Zr₂O₇磁光陶瓷的制備方法。將五水合硝酸鈥與五水合硝酸鋯溶于去離子水充分混合制成母鹽溶液，將母鹽溶液加入至霧化器中霧化，將霧狀液滴通入立式管式爐中，同時用計量泵通入氯化銫溶液作為分散劑；經過立式管式爐低溫焙燒獲得中間產物，再經高溫煅燒得到Ho₂Zr₂O₇陶瓷粉體；隨后對其預壓、冷等靜壓成型、真空燒結、退火以及打磨拋光，得到Ho₂Zr₂O₇磁光陶瓷。優點是：所得陶瓷粉料的分散性好且粒徑均勻；利用該粉料能夠制備出光學質量優異、費爾德常數高的Ho₂Zr₂O₇磁光陶瓷，在高平均功率激光系統中具有較高的應用潛力。

技術領域

本發明涉及一種高光學質量的Ho₂Zr₂O₇磁光陶瓷的制備方法。

背景技術

在高平均功率激光系統的法拉第旋轉器和隔離器等關鍵磁光部件制造中，磁光材料不可或缺。磁光材料主要包括玻璃、晶體和陶瓷，其中磁光陶瓷具有高熱穩定性、高耐熱震性、可近凈成型和大尺寸制備等優點，逐漸成為磁光材料領域的研究熱點。隨著磁光器件不斷朝著高功率、小型化、低成本等方向發展，對磁光材料的性能要求也越來越高，主要包括高費爾德常數、大尺寸、高光學質量等。已經證明，TGG(鋱鎵石榴石)陶瓷的基本物理性能與相應的單晶相當，因此被認為是用于高平均功率法拉第隔離器中的單晶可替代材料。

A₂B₂O₇型化合物具有高密度、優異的力學性能和高熔點等優點。因此，它們被廣泛應用于熱障涂層、固體氧化物燃料電池、催化劑、閃爍體基質材料、錒系元素核廢料固化、固態激光材料等領域。Ho₂Zr₂O₇陶瓷是A₂B₂O₇型化合物的一種，晶體結構為立方晶系，缺陷螢石結構，在可見光區及近紅外光區都有良好的透過率，且預期其費爾德常數較高，是一種典型的磁光透明陶瓷材料并具有潛在的實際應用。

由于原材料熔點高，所以Ho₂Zr₂O₇晶體幾乎不具備生長條件，因此制備陶瓷是一種切實可行的方法。

本發明解決的技術問題是提供一種光學質量好、磁光性能優異的Ho₂Zr₂O₇陶瓷的制備方法。以鈥和鋯的硝酸鹽為母鹽，氯化銫為分散劑，采用噴霧焙燒法制備出分散性好、粒度均勻的中間產物，在氧氣氣氛下煅燒發生固相反應同時除去雜質，通過真空燒結獲得高致密度的Ho₂Zr₂O₇磁光透明陶瓷。

本發明的技術方案是：

一種高光學質量的Ho₂Zr₂O₇磁光陶瓷的制備方法，其具體步驟是：

(1)將五水合硝酸鈥與五水合硝酸鋯按陽離子摩爾比1∶1混合，加入去離子水并使二者溶解制成母鹽溶液，并充分攪拌。

(2)將步驟(1)得到的母鹽溶液加入至霧化器中得到霧狀液滴，將霧狀液滴通入立式管式爐中，同時通入氯化銫溶液；經過立式管式爐低溫焙燒得到的中間產物通過袋濾器收集；為了收集低溫焙燒得到的中間產物，在低溫焙燒過程中對袋濾器進行抽氣，使之產生向下的氣流。

(3)將步驟(2)制備的中間產物在氧氣氣氛下高溫煅燒獲得Ho₂Zr₂O₇粉體。