固相反应法制备NdYAG透明陶瓷
Nd：YAG粉体及透明陶瓷制备工艺研究的开题报告
Nd：YAG粉体及透明陶瓷制备工艺研究的开题报告一、选题背景Nd：YAG（钇铝石榴石）是一种广泛应用于激光器、光纤通讯和生物医学等领域的重要材料。
制备Nd：YAG材料的常见方法包括固相反应、溶胶-凝胶法和共沉淀法等。
其中，溶胶-凝胶法可制备出高质量的Nd：YAG透明陶瓷，但其制备工艺复杂、成本高昂。
因此，探究简化溶胶-凝胶法制备Nd：YAG透明陶瓷的工艺是一项有意义的工作。
二、选题意义1.提高Nd：YAG透明陶瓷制备效率，缩短制备时间。
2.简化制备过程，减少制备成本。
3.采用新的方法和工艺，探究透明陶瓷制备的新途径。
三、研究内容1.研究合成Nd：YAG粉体的制备方法和工艺，包括原料选择、配比、烧结温度和时间等参数的控制。
2.研究制备Nd：YAG透明陶瓷的工艺，通过改变烧结工艺、烧结温度和时间等，优化产物性能。
3.对Nd：YAG粉体和透明陶瓷进行物理、化学性质的测试和表征。
四、预期成果1.建立一套简化制备Nd：YAG透明陶瓷的工艺。
2.获得具有良好物理、化学性能的Nd：YAG透明陶瓷。
3.为Nd：YAG材料的应用提供新的制备思路和方案。
五、研究方法1.采用固相反应法制备Nd：YAG粉体。
2.通过改变烧结温度和时间等，探究制备Nd：YAG透明陶瓷的优化工艺。
3.利用XRD、SEM、EDS、UV-Vis等测试手段对产物进行表征。
六、进度计划第1-2个月：阅读文献，了解Nd：YAG材料的制备研究现状。
第3-5个月：制备Nd：YAG粉体，对其性能进行测试分析。
第6-8个月：探究制备Nd：YAG透明陶瓷的优化工艺。
第9-10个月：对Nd：YAG透明陶瓷进行表征及性能测试。
第11-12个月：撰写论文并完成答辩。
Nd：YAG透明陶瓷的研究进展
Ｙ 粉 体 分散 性需 要进 一步 加 强研 究 。已有 专家 在 防止 粉体 ＡＧ
直 没 能 问世 ，直 到有 了 透 明陶 瓷 ，高 压钠 灯 才得 到 实 际应
用。
２ ０ 年 ，Ｋ ｎ ｓ ｉ 化 学公 司 、 日本的 电 气 通信 大 学 和俄 ０ ０ ｏ ｏ ｈ ｍａ 罗 斯 科学 院 的晶 体研 究 所等 单 位联 合 开发 出了一 系 列二 极 管
１ ６ 年 ， Ｈ ｔ ｈ 首 次 报 道 了 用 真 空 热 压 烧 结 法 制 备 ９４ ａｃ 等
河 吲。
该 激 光器 的 激光 阈值 和斜 率效 率 （ ３ ） 单 晶Ｎ ：ＡＧ激 ５％ 与 ｄＹ
光 器接 近 。同年 ，在 高 功率 激 光器 方 面 ，他Ｙ Ｔ 用高 功 率虚 ｆ Ｕ ］
拟 点光源Ｌ 泵浦系统 （ Ｓ） Ｄ ＶＰ 泵浦 中３ × ０ ｍｍ １ Ｏｍｍ ，Ｎｄ 浓
与 艺术 ， ０ ２， （ １）：２ － ６ ２ ０ ０ ２２
［］ 亚 明 ，蒋 丹宇 ，冯涛 ，施 剑林 等． 陶瓷材 料现 状与 发展 ［］ ６吉 透明 Ｊ． 无 机 材料 学报 ，２ ０ ０ ４，１ Ｏ ９（ ２）：２ ５２ ２ ７ －８ ．
［］刘 颂 豪 ． 明 陶 瓷 激 光 器 的 研 究 进 展 ［］ 学 与 光 电 技 术 ， ７ 透 Ｊ． 光
透 明 陶瓷是 二 十世 ＿ ５ 年 代末６ 年代 初发 展起 来 的 ，最先 打 ￣ ０ Ｂ Ｏ 破 陶瓷 不透 明概 念 的是 １ ５ 年 美国通 用 电气 公司 研发 的透 光 ９ ９ 性 氧化铝 陶 瓷 “ ｕ ａｏ ” （ Ｌ ｃ ｌｘ Ｓ 明 陶瓷最 早是 美国斯 坦福 大 Ｊ ｏ透 学 研 究人 员 应用 在高 压 钠光 灯 管 上 。高压 钠 灯是 一 种发 光 效 率 很高 的 电光源 ，但在 钠蒸 气放 电 时会产 生 １ ０ ℃ 以上的 高 ０ ０ 温 ，具 有很 强 的腐 蚀性 ，玻璃 灯 管无 法 耐受 ，所 以高 压钠 灯
B2 O 3-SiO 2复合添加剂对Nd∶YAG透明陶瓷的影响
B2 O 3-SiO 2复合添加剂对Nd∶YAG透明陶瓷的影响∗张效峰【摘要】采用传统固相法制备了掺杂不同B2 O3/SiO2的Nd∶YAG透明陶瓷,研究了B2 O3/SiO2的引入对Nd∶YAG透明陶瓷微观结构的影响。
研究结果表明,B2 O3/SiO2的引入能够促进Nd∶YAG 透明陶瓷的烧结,为烧结过程提供液相环境；同时还减少了杂质相的引入。
随着B2 O3含量的增加,Nd∶YAG 透明陶瓷的致密度和收缩率增大,晶粒尺寸更均匀,且晶粒间和晶粒内的气孔减少。
实验结果表明,B2 O3/SiO2含量为4∶1时为最佳配比。
%Nd∶YAG transparent ceramics with different B2 O3/SiO2 ratio were fabricated by conventional solid-state tech-nique,and the effect of the B2 O3/SiO2 ratio on the microstructure of Nd∶YAG transparent ceramics were investigated.It was found that the addition of B2 O3/SiO2 can improve the sintering of Nd∶YAG transparent ceramics because of the liq-uidphase.In addition,it reduced content of the second phase.The density and shrinkage rate increases in theNd∶YAG transparent ceramics with the i ncreasing the B2 O3 .Moreover,the pore decreases and a homogeneous grain size in the Nd∶YAG transparent ceramics.The Nd∶YAG transparent ceramicswith different B2 O3/SiO2 exhibited optimum properties at the ratio of 4∶1 .【期刊名称】《陶瓷》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】4页(P15-18)【关键词】透明陶瓷;YAG;B2 O3/SiO2;传统固相法【作者】张效峰【作者单位】中钢集团耐火材料有限公司河南洛阳 471039【正文语种】中文【中图分类】TQ174.75目前，Nd∶YAG陶瓷是综合性能最好、用途最广、产量最大的固体激光器用激光材料，因此，急需一种成本低廉、工艺简单、可实现大规模生产的生产方式。
1.3at%Nd：YAG透明陶瓷的制备及激光性能研究
Ｕ ｉ ｒｉ ｆ ｈ ｈ ｅｅ ｃ ｅ ｙｏ ｃ ｎｅ， ｅｉｇ１０４ ， ｈ ａ ｎｖ ｓｙｏ ｅ ｉ ｓ ａ ｍ ｆ ｉ ｃｓＢ ｉｎ Байду номын сангаас０ ９ Ｃ ｉ ） ｅ ｔ ｔ Ｃ ｎ Ａｄ Ｓｅ ｊ ｎ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ：Ｈｉ —ｕ ｌｙ １３ ｔ ｎ ｏ ｙ ｕ ｄ ｐ ｄｙ ｔ ｕ ａｕ ｎ ｍ ｇ ｒｅ Ｎ ：Ａ ｇ ｑ ａｉ ．ａ％ ｅ ｄ ｍｉｍ—ｏ ｅ ｔ ｉｍ ｍｉｕ ａｎ ｔ（ ｄＹ Ｇ）ｔａ ｓ ａｅ ｔ ｈ ｔ ｒ ｌ ｒｎ ｐ ｒｎ
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ｉ ｕｎ ｈ ｈ ａｍ ｐ ｅ ｅ ｉ ｉｓ ｐｏ ｅ ｆｅ ｔ ｕｃ ｕｒ ｔ ｖ ｒ ｇ ｒ ｉ ｉｅ ｏ ５ ｓｆ ｏ ｄ ｔ ａｔ ｔ ｅ ｓ ｌ ｘｈ ｂ ｔ ｒ －ｒ ｅ ｓ ｒ ｔ ｅ ｗｉｈ ａ ｅ ａ ｅ ｇ ａ ｎ ｓｚ ｆ １ ＃ｍ ． Ｔｈｅ ｅ ｉ ｒ ｓ ｎｏ ｓ ｃ ｎｄａ ｙ ｈａ ｅｉ ｔ ｅ ｇ ａ ｎ ｂｏｕ ａ ｙ ａ ｒ ｉ ｅｏ ｒ ｐ ｓ ｎ ｈ ｒ ｉ ｎｄ ｒ ｎｄ ｇ ａ ｎ．Ｔｒ ｎｓ ｉｔ ｎ ｅｏ ｈｅ ｓ ｍ ｐ ｅ ａ ｔ ｒ ａ ｎｅ ｉ ｅ ｃ ｅ ａ ｍ ｔ ａ ｃ ｆｔ ａ ｌ ｆｅ ｎ ａ ｎｇ ｒ ａ ｈ ｓ ｌ
Ｌ ｉｎ ， ｕＳ ｎ ， Ａ ｕＢ ｉ， Ｎ Ｌ－ ｉｎ Ｉ ａ ｇ， ＷＵ Ｙ —ｏ ｇ Ｐ Ｎ Ｙ － ａ Ａ ｉ ｏ ｇ ， Ｊ 一 Ｑ
固相反应法制备透明多晶YAG陶瓷
固相反应法制备透明多晶YAG陶瓷
李长青;左洪波;张明福;孟松鹤;韩杰才;丁志立
【期刊名称】《硅酸盐学报》
【年(卷),期】2006(34)8
【摘要】采用高纯α-Al2O3和Y2O3作为原料并由固相反应法合成了钇铝石榴石(yttriumaluminumgarnet,YAG)透明多晶陶瓷。
α-Al2O3和Y2O3的摩尔比为5:3,并添加0.5%(质量分数)正硅酸乙脂为烧结助剂的混合粉体经球磨后,在1400℃空气中煅烧,经成形并在1750℃真空烧结4h制备得到透明YAG陶瓷。
1850℃真空烧结4h的YAG陶瓷晶粒粗大,晶界宽化,晶界处有共晶相YAlO3相和α-Al2O3相存在。
【总页数】6页(P979-984)
【关键词】钇铝石榴石;晶界;共品;透明陶瓷
【作者】李长青;左洪波;张明福;孟松鹤;韩杰才;丁志立
【作者单位】哈尔滨工业大学复合材料研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TB332
【相关文献】
1.Y2O3粉体分散性对固相反应法制备YAG透明陶瓷的影响 [J], 吕光哲;王平原;许龙山;赵岩
2.固相法制备Ce,Cr∶YAG透明陶瓷及其荧光性能研究 [J], 修光捷;曾群;王飞;姚春
凤
3.固相反应法制备Nd∶YAG透明陶瓷 [J], 刘敬勇;曹全喜
4.固相反应法制备Nd:YAG透明陶瓷 [J], 闻雷;孙旭东;马伟民
5.固相反应法制备高浓度掺杂Nd:YAG激光透明陶瓷及其性能 [J], 李江;吴玉松;潘裕柏;刘文斌;安丽琼;王士维;郭景坤
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固相法制备新型KNN基近红外透明陶瓷
２ ０ １ ３年 ６月
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报（ 自然 科 学 版 ）
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中 图分类 号
Ｔ Ｎ３ ８ ４
文献标 志 码 Ａ
文章 编号 １ ０ ０ ９ — ３ ５ １ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ — ０ ０ ８ ７ — ０ ４
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Nd_YAG透明陶瓷制备与激光性能
经烧结制备 Nd∶ YAG 透明陶瓷的湿法。湿法在原子水平上实现了各种元素的均匀混合， 制备的 Nd∶ YAG 透明 陶瓷具有光学质量好的优势， 和 Nd∶ YAG 单晶相当， 美国达信公司采用该方法制备的 Nd∶ YAG 陶瓷于 2010 年 实现了超过 100 kW 激光输出。但化学共沉淀法制备 Nd∶ YAG 粉体工艺复杂， 由于相同条件下各种金属离子生 （ K ， ） 成沉淀物的化学溶解度积 sp 值 差距较大 使得该法难以实现粉体中各元素组成稳定地符合化学计量比。因 此， 化学共沉淀法制备 Nd∶ YAG 激光陶瓷一直难以实现稳定的批量化制备。国内的研究人员曾试图对湿法进 行复制， 但一直未能获得成功。和湿法相比， 干法工艺简单、 控制容易， 能够精确控制组分比例， 便于实现批量 化生产， 但干法强烈依赖于市售氧化物原料粉体的质量， 粉体的纯度、 颗粒度、 颗粒分布、 颗粒形貌、 比表面积等 性能对制备陶瓷的光学质量均有着重要的影响。至今， 国内获得满足烧结激光级透明陶瓷使用需求的粉体仍 十分困难。 为克服化学共沉淀法控制困难和固相反应烧结法对原料粉体质量依赖性强等问题， 实现激光级 Nd∶ YAG 透明陶瓷的连续稳定化制备， 本文开发了一条结合化学共沉淀法和固相反应法各自优势的干、 湿法混合工艺路 线分步化学沉淀法来制备 Nd∶ YAG 透明陶瓷， 即先采用化学沉淀法分步制备出高纯、 高分散性纳米 Y2 O3 粉
［ 815 ］ ［ 47 ］
。
Nd∶ YAG 透明陶瓷的制备技术已取得了长足的进步， 经过十余年的发展， 但仍未能获得实际的大规模商业 应用， 重要原因之一是其制备工艺尚不稳定， 难以连续、 稳定地制备出光学质量符合实际激光应用需求的透明
［ 1620 ］ ， 一种是基于市售商业氧化物粉体原料经固相 陶瓷。目前， 用于制备 Nd∶ YAG 透明陶瓷的方法主要有两种 反应烧结法（ SSＲ） 制备 Nd∶ YAG 透明陶瓷的干法； 另一种是基于化学共沉淀法制备出 Nd∶ YAG 相纳米粉体， 再
反应条件对均相沉淀法制备Nd：YAG粉体及透明陶瓷的影响
１ ７ — ８０ ７０ １０ ℃真空烧结 ８ ， ｈ 并在 １５ ℃退火后抛光 ， ４０
得到 Ｎ ： Ａ ｄ Ｙ Ｇ透明陶瓷。
２２ 表 征 ．
加 １ — ．倍Ｂ。 ． １ ４ ５ Ｏ 所以较 高的温度有利于尿素的快速 ｌ
度为 ２ 制备了分散均匀 ， Ｍ 团聚程度轻 ， 晶粒尺寸为 ２ｒ 的纯相粉体 ， １８０烧 结后 ， 的透明陶瓷在 １６ｎ ８ｍ ｉ 经 ７５２ （ 制备 ０４ｍ处的透过率 为 ６． 。 ５ ％ ２ 关键词 均相沉淀法 ， ｄＹ Ｇ纳米粉体 ， Ｎ ：Ａ 透明陶瓷
中圈分类号 ：Ｑ１ ４７ 文献标识码 ： １ ７ ．５ Ａ
等优点。朴贤卿囝 等用水浴均相沉淀法制备了透过率
和 ＹＮ 。 溶液配置成浓度为 ０ ８ ｏ Ｌ的溶液。 （ Ｏ） ． ｌ ０ｍ ／ 尿
高的 Ｎ ： Ａ ｄＹ Ｇ陶瓷。 李保平嘲 等采用微波均相沉淀法 制备了活性较高的粉体和透明陶瓷。尿素均相沉淀
素的用量按照 ［ｒ 】 【 ＝５ ｌ， Ｕ ｅ ：Ｍ３ 】 ０： 用去离子水 ａ
相 Ｙ Ｇ粉体和透明陶瓷有不同的影响。目前 ， Ａ 尿素
ｐ Ｈ值 ， 反应 ５ ， ｈ 反应 结 束后 加入 ０５ ．％的 Ｔ Ｏ ， Ｅ Ｓ 搅拌
ｌ， ｈ沉淀经陈化 ， 过滤 ， 去离子水和无水乙醇洗涤后真 空干 燥 ７ ，前 驱粉 体 研 磨过 筛 后在 马 弗炉 中于 ｈ １０ ～１ｏ ￣煅烧 ２ ， １０ ２ｏ（ ２ ｈ 得到 Ｎ ： Ａ ｄ Ｙ Ｇ纳米粉体 。将
道 的 ［ｒａ／ Ｕ ｅ 】Ｍ 】 ５ １要 小很 多 ）研 究 了影 响 ［ ＝１０： ，
１ 引 言
掺钕钇铝石榴石具有优 良的光学性能和化学性
ＮｄＹＡ ： Ｇ粉体 及 陶瓷 的几 个 重要 因素 。