共沉淀法合成Yb 3+：Y2O3 纳米粉及透明陶瓷的性能

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Y2O3透明陶瓷的性能及应用概述

第 46 卷第 6 期 2018 年 3 月
广摇州摇化摇工 Guangzhou Chemical Industry
Vol郾 46 No郾 6 Mar郾 2018
Y2O3 透明陶瓷的性能及应用概述*
解伟峰, 李亚洲, 王摇静
( 安徽理工大学材料科学与工程学院, 安徽摇淮南摇 231001)
摘摇要: 立方结构的 Y2 O3 材料无双折射效应, 有利于透明陶瓷的制备, Y2 O3 陶瓷的光学透明性范围较宽, 声子能量较低,
XIE Wei-feng, LI Ya-zhou, WANG Jing ( College of Materials Science and Engineering, Anhui University of Science
and Technology, Anhui Huainan 231001, China)
1摇 Y2 O3 的陶瓷的发展
图 1摇 Y2 O3 晶体结构示意图 Fig郾 1摇 The structure of Y2 O3 host lattice
Y2 O3 的作为基体的优势和特点主要包括: 光学透明性范
摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇
1966 年, Brissette 等[3] 首次采用热机械形变的方法制备出 Y2 O3 透明陶瓷; 1967 年, Lefever 等[4] 采用真空热压烧结的方式制备 Y2 O3 透明陶瓷, LiF 作为烧结助剂, 过程保温温度为 950 益 , 时间 48 h, 压力 69 ~ 83 MPa; 1973 年, Greskovich 等[5] 采用 ThO2 为烧结助剂, 制备高透过率 Y2 O3 陶瓷, 但是陶瓷的晶粒尺寸多大(100 ~ 150 滋m) , 致使陶瓷的机械性能较差; 1981 年, Rhodes[6] 合成了含有烧结助剂 8mol% ~ 12mol% La2 O3 的 Y2 O3 透明陶瓷, 并阐述了烧结机制为瞬时液相烧结机制, Wei 等[7] 制备了 La2 O3 增韧的 Y2 O3 透明陶瓷, 证明其在红外截止波长要大于其他的材料, 见表 1, 但是其热导率有所下降;

共沉淀法制备Nd

共沉淀法制备Nd:YAG纳米粉体及其性能表征摘要掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)透明陶瓷因其优异的光学性能和制备工艺方面的优势而成为极具潜力的激光材料,合成烧结性能良好的Nd:YAG纳米粉体为制备其的关键因素。

本文研究了共沉淀法制备Nd:YAG透明陶瓷的前期原料粉体的工艺,并对Nd:YAG纳米粉体的性能进行了探讨。

利用DX-2700X型X射线衍射仪（XRD）、RF-5301PC型荧光分光光度计、扫描电子显微镜等测试手段分析了产物的结构和形貌。

得到了适合制备Nd:YAG透明激光陶瓷的原料粉体,并确定了共沉淀法制备Nd:YAG纳米粉体的最佳条件。

关键词：透明激光陶瓷 Nd:YAG纳米粉体共沉淀法荧光性质目录论文总页数：16页1 引言 (2)2 国内外对三氧化钼纳米颗粒的研究进展............................................... 错误！未定义书签。

2.1纳米M O O3的基本性质..................................................................... 错误！未定义书签。

2.2纳米材料的特性及纳米M O O3颗粒的研究..................................... 错误！未定义书签。

2.2.1 纳米材料的特性......................................................................... 错误！未定义书签。

2.2.2 纳米MoO3颗粒的研究 ............................................................. 错误！未定义书签。

2.3纳米M O O3的制备方法..................................................................... 错误！未定义书签。

功能材料透明陶瓷(与“陶瓷”有关文档共12张)

人们利用透明陶瓷的高温耐腐蚀性,制备了高压钠灯、铯灯、钾灯等新型灯具;利用它的高强度和红外性能,制作导弹头部的红外线整流罩;利用它的透光性、耐高温性制作电焊面罩及核试验中的人体保护罩;利用它的透光性、高密度,制成具有高表面光洁度的
而成，因其具有较高的机械强度、良好的化学稳定性和电物理性能,被认为是有希望的新一代固体激光材料。
第2页，共12页。
陶瓷材料的透光性受其气孔率、晶体结构、原料与添加剂、烧成气氛和表面加工光洁度等因素的影响
透明陶瓷制备技术关键在于排除陶瓷材料内部大量的气孔,以达
到陶瓷材料的气孔率为零或接近为零。根据透明陶瓷的类型不同,制备工艺差别较大。
1 850 ℃烧结不第8同页，时共12间页。后样品的显微结构
从结构分析可知:样品基本达到
了理论密度,而且晶界平直,晶界不存在杂质相,因此,降低了因残余气孔和晶界引起的散射,使得材料有较高的透过率。
第9页，共12页。
透明陶瓷材料不仅具有较好的透明性、耐腐蚀性,能在高温高压下工作, 而且还有许多其他材料无可比拟的性能,如:强度高、介电性能优良、电导率低、热导性好等。
第1页，共12页。
PLZT电光陶瓷是一种典型的透明铁电陶瓷, 这种材料具有较高的光透过率和电光效应,人工极化后还具有压电、光学双折射等特性。主要用于制作光调制器、光衰减器、光隔离器、光开关等光电器件,也可制成PLZT薄膜,在电光和光学方面具有较多的应用。
钇铝石榴石激光透明陶瓷最初是以Al2O3、Y2O3、Nd2O3 为基体制备
目前已经开发的透明陶瓷有氧化铝透明陶瓷、氧化钇透明陶瓷、氧化锆透明陶瓷以及电光透明陶瓷和激光透明陶瓷等。第一例透明陶瓷是明陶瓷是最早投入生产的透明陶瓷材料。将MgO、ZnO、 NiO、La2O3 等添加剂掺入高纯细散的Al2O3 粉末中压制成型,并在氢气保护下或真空中焙烧,即可完全消除气孔,制得具有较高透明度的陶瓷材料。

氨水共沉淀法制备Nd∶Y2O3透明陶瓷纳米粉体

氨水共沉淀法制备Ｎ：０透明陶瓷纳米粉体ｄＹ２３
王能利张希艳刘全生米晓云王晓春
ｆ长春理工大学光电功能材料教育部工程研究中心，吉林１０２）３０２
摘要：以Ｙ０，９、ｄＯ、硝酸和氨水为原料，通过共沉淀法制备了Ｎ：明陶瓷纳米粉体，利用热重／热分析（Ｇ２，ｔＮ：，１ｄＯ透Ｙ差Ｔ／ＤＡ、外光谱（ｒＲ、末Ｘ射线衍射（Ｄ、射电镜（Ｅ以及能谱分析（Ｄ）Ｔ）红ＦＩ）粉ＴｘＲ）透ＴＭ）Ｅｓ等方法对合成的Ｎ：米粉体进行了表ｄＹＯ纳
ＷＡＮｅｇＬＺＡＧＸ — ａＬＵＱａ —ｈｎＭＩｉ — ｕＷＡＧＸａ— ｈｎＧＮｎ —ｉＨＮｉｎＹＩｕｎＳｅｇａＹｎＸｏＮｉＣｕｏ
（ｎｉｅｒｇＲｓａｃｅｔｒｆｏｔｌｔｎｕｃｏａＭａｒｓｅｎ￡ｏｄｃｉ，ＥｇｅｉｅｅｒｈＣｎｅｐｏｅｒｉＦｎｔｎｌｔｉｔｆＥｕａｏｎｎｏｅｃｏｃｉｅａｏｈｌｆｔｎＣａｇｈｎＵｉｒｉｃｎｅａｄＴｃｎｌｙＣａｇｈｎ１０２）ｈｎｃｕｎ ’ｓｙｏＳｉｎｅｈｏｇ，ｈｃｕ３０２ｔｔｆｅｅｃｏｎ
关键词：ｄ２３纳米材料；沉淀法；陶瓷Ｎ：Ｏ；Ｙ共
中图分类号：６４３＋：６４３：Ｂ８０１，５０１．３２Ｔ３３

Y2O3对烧结透明MgO陶瓷性能的影响

Y2O3对烧结透明MgO陶瓷性能的影响周佳芬; 路贵民; 于建国【期刊名称】《《材料科学与工程学报》》【年(卷),期】2019(037)005【总页数】5页(P731-735)【关键词】MgO陶瓷; 真空烧结; Y2O3; 致密性; 透光性【作者】周佳芬; 路贵民; 于建国【作者单位】华东理工大学资源与环境工程学院国家盐湖资源综合利用工程技术研究中心上海 200037【正文语种】中文【中图分类】TQ174.75+8.111 前言MgO透明陶瓷是MgO单晶的替代品，具有优越的机械性能、较小的理论密度、较高的红外透过性、较好的碱金属蒸汽有耐腐蚀性、耐高温、高绝缘等优点[1-2]。

同时，MgO是立方晶体结构，具有光学各向同性[3]，在光学应用方面有很大潜能，是稀缺的高性能材料，可用作红外窗口和传感器的保护材料等。

但是，制备高致密透明MgO陶瓷需要很高的烧结温度。

在陶瓷生产中，烧结温度越高，烧结时间越长，能耗便越高[4]。

因此研究在较低烧结温度下制备高致密透明MgO陶瓷对陶瓷制备工艺的发展具有重要意义。

国内外对MgO陶瓷的制备进行了一定的研究，Chen等[5]以纳米MgO为原料，使用无压烧结法，通过控制烧结工艺制备出半透明MgO陶瓷。

Fang等[6]使用热压烧结法，以LiF为烧结助剂，制备出高致密半透明的MgO陶瓷。

Rice[7]以NaF、LiF为添加剂，利用热压烧结技术，制备出半透明MgO陶瓷。

Xie等[8]研究了掺杂活性炭对烧结MgO的影响，发现通过活化烧结可以在较低温度下得到体积密度达3.50g/cm3的高致密MgO陶瓷。

Lee等[9]研究了TiO2对MgO致密化的影响，通过添加0～10wt%的TiO2作为烧结助剂，发现添加0.3wt% TiO2可以与MgO形成第二相Mg2TiO4，从而可以显著降低烧结温度，促进MgO陶瓷烧结致密化。

张骋等[10]以高纯MgO为原料，加入稀土氧化物为添加剂，使用无压烧结方法制备出致密的MgO陶瓷。

Y_2O_3添加剂对SiC复相多孔陶瓷烧结性能和力学性能的影响

【摘要】利用添加造孔剂法制备SiC 复相多孔陶瓷。

研究了Y 2O 3添加剂对SiC 复相多孔陶瓷的烧结温度及烧结体力学性能的影响机理。

结果表明：Y 2O 3的加入大大降低了SiC 复相多孔陶瓷烧结温度，样品的力学性能有所提高，抗弯强度提高18.46%，稀土氧化物占总质量3%时能提高SiC 复相多孔陶瓷的抗氧化性，氧化速率降低了66.7%。

YAG 相在SiC 晶界均匀分布，细晶，裂纹偏转及晶界桥联是SiC 复相多孔陶瓷的增韧的机理。

【关键词】稀土氧化物，多孔陶瓷，碳化硅中图分类号:TQ174.4+7 文献标识码:A0 引言SiC 是共价键性极强的化合物，在高温状态下仍能保持高的键合强度，且热膨胀系数小、较强的抗酸碱能力、具有较高的热传导性，故SiC 多孔陶瓷是高温过滤器件、高级保温材料、污水净化分离、生物催化剂载体等应用最有希望的生态环保材料之一。

SiC 多孔陶瓷又存在着烧结困难，高温氧化的缺点。

为了提高SiC 多孔陶瓷的应用范围必须要克服这些缺陷。

目前有关SiC 多孔陶瓷烧结的报道多采用添加粘土来降低烧结温度，但其中引入的杂质不可避免的会影响SiC 多孔陶瓷的优良性能，所以粘土的添加量是有限的[1]。

由于稀土元素具有4fx5d16s2 电子层结构，电价高、半径大、极化力强、化学性质活泼及能水解等性质，故在特种陶瓷及功能材料方面具有广阔的发展前景[2]。

采用高岭土和Al 2O 3、Y 2O 3为烧结助剂，采用添加造孔剂法常压烧结得到SiC 多孔陶瓷，并分析了物相组成和微观结构。

1 实验实验采用纯度为99.9%的碳化硅，粒径为75μm，造孔剂为石墨（粒径为165μm）占5～10%，烧结助剂为高岭土、氧化铝及稀土氧化物，PVA 为瞬时粘结剂。

碳化硅占65～75%，高岭土与氧化铝占15～20%（Al 2O 3 ∶SiO 2≈3∶1）。

1#、2#、3#、4#配方中分别放0%、1%、3%、5% 的Y 2O 3。

【精品文章】一文了解透明陶瓷材料

一文了解透明陶瓷材料
透明陶瓷具有陶瓷固有的耐高温、耐腐蚀、高绝缘、高强度等特性，又具有玻璃的光学性能，在照明技术、光学技术、特种仪器制造、无线电子学、信息探测、高温技术以及军事工业等领域应用前景广阔。

目前，透明陶瓷得到了广泛研究，下面对几种透明陶瓷及其应用作具体介绍。

一、光学窗口用透明陶瓷
红外窗口材料广泛应用于军事，航天及工业等多个领域，可用于制造透明装甲、导弹头罩、高温观察窗口以及航空窗口等。

光学窗口用透明陶瓷主要有：红外透明Y2O3-MgO纳米复相陶瓷、MgAl2O4透明陶瓷、MgO 透明陶瓷、AlON透明陶瓷等。

图1 光学窗口用透明陶瓷性能要求
1、红外透明Y2O3-MgO纳米复相陶瓷
Y2O3陶瓷具有紫外–可见–红外的宽波段透过性能，高温下适中力学性能以及抗热震性，特别是Y2O3具备极低的高温辐射系数，但传统制备过程中高温烧结会导致晶粒异常长大，影响其高温力学性能以及抗热震性，限制了Y2O3在高马赫数导弹红外窗口/整流罩上的应用。

在MgO–Y2O3体系中，常压且低于2110℃时为稳定的两相混合物，因此在烧结过程中MgO- Y2O3纳米复相陶瓷中Y2O3相和MgO相的晶界相连，充分利用两相晶粒的钉扎效应来抑制晶粒的生长，减少了因两相折射率不同而产生的散射，从而获得出色的中波红外透过率及透过范围，此外，MgO–Y2O3纳米复相陶瓷拥有极低的高温辐射系数、高温下优良的机械性能、适中的热学性能以及仅次于蓝宝石的抗热震性。

透明陶瓷

透明陶瓷鲁成强（山东轻工业学院）摘要：简要地介绍了透明陶瓷的研究现状，同时探讨了透明陶瓷透光的原理以及影响透明性能的主要因素，叙述了透明陶瓷的制备方法，并展望了透明陶瓷研究发展趋势。

关键字：透明陶瓷现状原理制备发展趋势1 透明陶瓷的现状透明陶瓷是二十世纪50年代末发展起来的。

经过几十年的发展，已制备了一系列的透明陶瓷。

如氧化铝透明陶瓷、氧化钇透明陶瓷、氮化铝透明陶瓷以及电光透明陶瓷和激光透明陶瓷等。

所谓透明陶瓷就是能透过光线的陶瓷。

通常陶瓷是不透明的，其原因是陶瓷材料内部含有的微气孔等缺陷对光线产生折射和散射作用，使得光线几乎无法透过陶瓷体。

1959年通用电气公司首次提出了一些陶瓷具有可透光性,随后美国陶瓷学家R.L.Coble制备得到透明氧化铝陶瓷证实了这一点。

这种材料不仅具有较好的透明性，且耐腐蚀，能在高温高压下工作，还有许多其他材料无可比拟的性质，如强度高、介电性能优良、低电导率、高热导性等，所以逐渐在照明技术、光学、特种仪器制造、无线电子技术及高温技术等领域获得日益广泛的应用[1]。

2 影响透明陶瓷性能的主要因素2.1 气孔率对透明陶瓷透光性能影响最大的因素是气孔率。

普通陶瓷即使具有很高的致密度，往往也不是透明的，这是因为其中有很多封闭的气孔。

文献指出 ,总气孔率超过1%的氧化物陶瓷基本是不透明的，因为气孔的折射率非常低(约为1.0)，这些气孔在光线传播的过程中会使光线发生多次反射，从而大大降低材料的透明度。

陶瓷内部的气孔可存在于晶体之间和晶体内部。

晶体之间的气孔处于晶界上容易排除，而晶体内部的气孔即使是小于微米级的也很难排除。

因此晶体内部气孔对于获得透明陶瓷是最危险的。

因此要从每一个工艺阶段：原料粉体的制备、预烧、烧成。

来防止气孔的产生。

2.2 晶界结构首先，晶界是破坏陶瓷体光学均匀性、从而引起光的散射、致使材料的透光率下降的重要因素之一。

当单位体积晶界数量较多，晶体配置杂乱无序，入射光透过晶界时，必然引起光的连续反射、折射，这样其透光率也就降低。

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第２４卷第２期
２００８年２月
无
机
化

学
学
报
Ｖｏ．．１２４Ｎｏ２
ＣＮＥＥＪＨＩＳ０ＵＲＮＡＬＯＦＩＮ０ＲＧＡＮＩＨＥＳＲＹＣＣＭＩＴ
２０２４６—６
共沉淀法合成ｙ３Ｙ０３米粉及透明陶瓷的性能ｂ＋２纳：
罗军明１李永绣２邓莉萍１，
（南昌航空大学材料科学与工程学院，昌３０６）。南３０３
（南昌大学稀土与微纳功能材料研究中心，３０３）２南昌３０１
摘要：以ＹＯ为基质材料，杂不同含量的Ｙ采用共沉淀法制备出性能良好的ＹＹＯ纳米粉，粉体在１７０℃和真空ｚ掺ｂ，ｂ：ｚ将０度为ｌｌＰ下烧结５ｈ得到ＹＹＯ透明陶瓷。ＸＤ、ＥＵｉ、Ｌ分别对样品的结构、貌和发光性能进行了研究。ｘ０ａｂ：ｚ用ＲＴＭ、ＶＶｓＦ形
￣ｅｅｒｈＣｎｅｆｒａａｔｓＲｓａｃｅｔｒｏｒＥｒ＆ＭｉｒＮｎｕｔｎｄＭａｒｌＮｎｈｍｎｖｒｉ，ａｃａｇ３０３１ＲｅｈｃｏａｏＦｎｉｅｔｉｓａｃｒｇＵｉｓｙＮｎｈｎ３０１／ｃｏｅａｅｔ
Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＹｂＹＯ３ｎｎｃｙｔｌｎｏｅａｒｐｒｄｂＯｐｅｉｉｔｎｍｅｈｄｕｉｇａｍａｒｔｒｌｏ：２ａｏｒｓａｌｅｐｗｄｒｗｓｐｅａｅｙＣ－ｒｃｐｔｉｔｏｓｎｔｘｍａｅａｆｉａｏｉｉＹ２ｏｅｔｉｅｅｔｃｎｅｔａｉｎｆＹｂ，ａｄｔｅＹｂＹ２ｒｎｐｒｎｅａｃｓｆｂｃｔｄｂ０３ｄｐｄｗｉｄｆｒｎｏｃｎｒｔｓｏ ¨ ｈｏｎｈ：０３ｔａｓａｅｔｃｒｍｉｓｗａａｒａｅｙｉｖｃｕｓｎｅｉｇａ０ａｕｍｉｔｒｔ１０ｏ～Ｐｒ５ｈＴｅｓｒｃｕａ，ｒｈｌｇｃｌａｄｌｍｉｅｃｎｅｐｏｅｔｓｏｅｎ７Ｃ．１ｌｘＯａｆ．ｈｔｔｒｌｏｕｍｏｐｏｏｉａｎｕｎｓｅｃｒｐｒｅｆｔｉｈｓｍｐｅｗｅｅｃａａｔｒｃｅｙＸＲＴａｌｒｈｒｃｅｉｚｄｂＤ。ＥＭ，ｌｏｅｃｎｅａａｙｅ．ｈｅｕｔｓｏｈｔｄｓｏｖｓｃｍｐｅｅｙｆｒｓｅｃｎｌｚｒＴｅｒｓｌｈｗｔａｕｓＹｂｉｓｌｅｏｌｔｌｉｈ０３ｃｂｃｐａｅｈａｔｌｓｏ：Ｏ３ａｅｎａｌｐｅｉａｔａ＇ＷｓｚｉｔｂｔｎａｄｔｅｎｔｅＹ２ｕｉｈｓ，ｔｅｐｒｉｅｆＹｂＹ２ｒｅｒｓｈｒｌｗｉｎｌＯｉｅｄｓｕｉｎｈｃｙｃｈＴｉｒｏａｅａｅｄａｔｒｏｈａｔｌｓｉｉｈａｇｆ４６ｍ．ＴｅｒｌｔｅｄｎｉｆＹｂＹ２ｒｎｐｒｎｖｒｇｉｍｅｅｆｔｅｐｒｉｅｓｎｔｅｒｎｅｏ０～０ｎｃｈｅａｉｅｓｔｏ：０３ｔｓａｅｔｖｙａｃｒｍｉｓｉ９．％，ｈａｓｔｎｅｏｅＹｂ：Ｏ３ｔｎｐｒｎｅａｃｘｅｄ０ａｈｖｌｎｔａｇｅａｃｓ９７ｔｅｔｎｍｉａｃｆｔＹ２ａｓａｅｔｃｒｍｉｓｅｃｅｓ８％ｔｔｅｗａｅｅｇｈｒｎｅｒｔｈｒ
Ｌｕ — ｎＵＯＪｎＭｉｇ
Ｌｎ — ｕＤＥＩＹｏｇＸｉＮＧｉＰｎ。Ｌ－ｉｇ
（ｃｏｌｆＭａｒｌＳｉｃｎｎｉｅｒｇＮｎｈｎｎｖｒｏＡｒｎｕｉｌＮｎｈｎ３０３ｈｏＳｏｔｉｓｃｎｅａｄＥｇｎｅｉ，ａｃａｇＵｉｓｆｅｏａｔｏａｃａｇ３０６）ｅａｅｎｅｃ，
结果表明：ｂ完全固溶于ＹＯ的立方晶格中，ｂ：ｚ体大小均匀，似球形，寸约４ — ０ｎＹＹＹＯ粉近尺０６ｍ。Ｙ￣ＹＯ透明陶瓷相对密ｂ．ｚ度为９．，波长６０８０ｎ范围内其透光率达到８％。Ｙ￣ＹＯ透明陶瓷在９０ｎ处吸收线宽达到２ｍ，１３ｍ９７在％０～０ｍ０ｂ．ｚ３５ｍ６ｎ在１０ｎ和１７ｍ处的发射线宽分别为１ｍ和１ｍ。６ｎ０３ｎ７ｎ
Ｓｎｈｓｓｏ：０３ｎｃｙｔｌｎｙＣｏｐｅｉｉｔｎｙｔｅｉｆＹｂＹ２Ｎａｏｒｓａｌｅｂ－ｒｃｐｔｉｉａｏＭｅｈｄａｄｔｅＰｒｐｒｉｓｏａｓａｅｔＣｅａｉｓｔｏｎｈｏｅｔｅｆＴｒｎｐｒｎｒｍｃ
关键词：沉淀；ｂ：ｚ３透明陶瓷共ＹＹＯ；
中图分类号：６４４；６４３＊；Ｆ２Ｏ１．６Ｏ１．２Ｔ１３３２
文献标识码：Ａ
文章编号：０１６（０８０．２００１０４８１０）２０６ —５２