国内首块激光陶瓷研制成功
激光陶瓷

激光陶瓷引言激光透明陶瓷是在近年来蓬勃发展起来的新型激光材料,目前,市场上激光材料以Nd:YAG(钕钇铝石榴石)单晶和钕玻璃为主。
透明陶瓷作为激光材料,和单晶比:具有掺杂浓度高、掺杂均匀性好、烧结温度低、周期短、成本低、质量可控性强、尺寸大、形状自由度大、可以实现多层、多功能激光器;和玻璃比:单色性好、结构组成更为理想、热导率高、可承受的辐射功率高。
作为激光工作物质的陶瓷材料。
如掺钕的透明氧化钇陶瓷。
在Y2O3(三氧化二钇)中加入少量ThO2(二氧化钍)和微量Nb2O5(五氧化二铌)。
它比激光玻璃材料导热性能好,比单晶激光材料容易制造,便于制成大尺寸。
有可能做成中等增益的高平均脉冲功率的激光物质中国、美国和欧洲很多国家的科研工作者都投身到激光陶瓷的研究中去,大家关注的不仅是激光陶瓷的制备技术,还包括未来固体激光技术的发展。
中科院上海硅酸盐研究所经过6年数百次实验,终于研制出国内第一块“透明陶瓷之王”——激光陶瓷,使我国成为世界上继日本之后第二个掌握激光陶瓷材料制备专利技术的国家。
通常,陶瓷都不是透明的,这是因为普通陶瓷中充满着无数微气孔。
这些气孔会对光线产生极强的折射和散射,致使几乎所有光线都无法通过陶瓷。
如果能把这些气孔赶走,陶瓷就能变得如玻璃般晶莹剔透这块“上海制造”的透明陶瓷采用高纯纳米原料,经过球磨混合、煅烧干燥等工艺,在1650?-1780?真空条件下保温10小时以上烧结而成,尺寸仅为3×3×3立方毫米。
从外观上看,这块黄豆大小的陶瓷完全可与玻璃以假乱真。
而它的不寻常之处更在于,能在短时间内射出一道炫目激光。
据上海硅酸盐研究所研究员潘裕柏介绍,在一般应用中,由透明陶瓷的微结构所带来的轻微折射,并不影响其透光率,但当方向性极强的激光穿过透明陶瓷时,任何微小的折射都会使光线急转弯,造成致命误差。
因此,激光陶瓷从最基本的单元“晶胞”开始,就与众不同,而这正是新材料领域比拼国家科研实力的“试金石”。
Cr 4+,Nd 3+:YAG自调Q激光透明陶瓷的光谱性质

中图分类号 :0 8 . 1 4 2 3
1 引
言
的尿 素共 沉淀 法 制备 出透 明 N : A 陶瓷 , dY G 高质
量的 N : A d Y G透明陶瓷在 l 6 m处 的散射损 4n 0 耗接近 0 02c .0 m~, 吸收、 其 发射和荧光 寿命等
A d r n等 开 发出 了 N Y ( ddp dYt l ) n es o D N oe t a x ro
本的神岛化学公 司、 日本 电气通信大学和俄罗斯
科学 院 的晶体研 究所 联合 开发 出一 系列 二极 管泵
浦 的高功率和高效率 固体激光器 , 激光输出功率 从 3 提 高到 7 ,8W 和 14 W ¨ lW 2 8 . 6k ”。近 来, 这些研究 团体 又相继制备 出 N : N : d Y0 、d L 2 3Y : c0 、 b Y 0 、 b Y SA4 l u0 、b S2 3Y : 2 3Y : 3e 1 2 0 等高
光学 特性 与单 晶几乎 一 致¨ 。基 于 这 一技术 , 日
早在 2 纪 6 0世 0年代 , E公 司的一 些科学 家 G
已经提出高纯各向同性的致密 陶瓷具有与单晶相 当的光学 性 质 。16 9 6年 ,anl 采 用 真空 热 压 C ra … l
烧 结技 术制 备 了光学 透 明的 D : a 陶 瓷 , 且 yCF 并 实 现 了激 光 振 荡 , 阈值 与 单 晶 相 似 。17 其 92年 ,
陶瓷 的制 备工 艺并 成 功实 现激 光输 出的 国家
之一。
率效率为 2 % , 8 激光最大输出功率为 7 W。同 0m
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
YAG激光透明陶瓷研究报告

摘要作为目前研究的大热门,激光透明陶瓷已成为激光武器的重要元件。
本次实验用氧化钕,九水硝酸铝,六水硝酸钇,柠檬酸来制备YAG激光透明陶瓷,采用的是溶胶凝胶法,先用氧化钕制得硝酸钕,然后将原料混合,用恒温水浴进行凝胶,然后干燥得到前驱粉,最后对粉体进行烧结,最终制得激光透明YAG陶瓷。
并对制品进行粒度测试、并利用XRD射线分析仪进行分析,对制品性能进行测试。
关键词:YAG 激光透明陶瓷溶胶凝胶法AbstractAt present, laser transparent ceramics has become an important element of laser weapons.This experiment using neodymium oxide, aluminum nitrate, nine water six water yttrium nitrate and citric acid to the preparation of YAG laser transparent ceramics, by the sol gel method, first made with neodymium oxide, neodymium nitrate and then mixing raw materials, with a constant temperature water bath gel, and then get the precursor powder drying, finally to sintering of powders, eventually made transparent YAG laser ceramics.And the product particle size test, and analyzed by XRD ray analyzer, testing products performance.Keywords: YAG;Transparent ceramic laser;Sol gel method0引言陶瓷是我们日常生活中经常使用的东西,传统概念的陶瓷是指人工制成的硅酸盐无机非金属材料。
激光玻璃陶瓷的研究进展

晚 ,但 已歼发出 了多 种拥有 自t知识 产权 的玻 璃 陶 瓷激 光材料 ,进一 步加大 了研 究力度 ,使我 囝 的激 光玻璃 陶瓷有望 与世界先进水平 同步甚至领 先 j
质 的区别更为 明显 ,有利 于更 镇层 次 的理 论研 究和
第1 期
总第2 0 2 期
光 的转 换 ,而这种 由近 红外 激光器抽 运 产生 的可见
光 对 大容量 数据存 储光 学器 件 的发展 意 义巨大 ,因
而引发 了国际各研 究机 构 的广泛兴趣 ,并 形成 了一 股 研究 热潮 。鉴 于半导 体激 光器 的迅速 发展和 商 品 化 ,上转换 激光玻 璃 陶瓷通 过选择合 适 的掺杂 粒子 可与 这种半 导体激 光器 很好 地耦合 ,实 现近红 外到 白、红 、绿 、蓝 、紫 等宽波 上范 围 内的激光转 换 , 能获 得高峰 值功 率和 波长可 调 的激 光输 出 。这 一性 能 可 在 光 盘技 术 、信 息 技 术 、彩 色 显示 、彩 色打
光器 等 )玻璃陶瓷可望取代单 品和玻璃 。
从 现有公 开报道 的资料看 ,目前各 国激光玻璃
陶瓷 均 处 于 理 论 研 究 和 实 验 室 研 究 阶 段 ,真 正 应 用 于 实 践 的 还 不 多 。我 的玻 璃 陶 瓷 研 究 虽 然 起 步 较
( 2)氟氧化物玻璃陶瓷 氟氧化 物玻璃 陶瓷是在 氧化物基质玻 璃 中析 出
印 、三维显 示器 、生 物 医学 诊断 和水下 通讯等 方 面 得到广泛 应用 。
( 光 纤 放 大 器 2)
激光瓷像制作原理及流程

激光瓷像制作原理及流程旭迪激光瓷像采用国外高级数码制像设备及制像材料,结合我国传统的釉中彩陶瓷制作工艺,在800°左右高温下烧成的优质激光高温釉中彩瓷像,特别适合制作成殡葬行业用的墓碑瓷像。
旭迪激光瓷像由于采用真正的釉中彩工艺,使之具有耐紫外线照射、耐风霜雨露、耐高低温骤变、耐沙石刮擦、易于清洁等特性,达到室内外使用永不褪色,永不失真,永不爆裂,永不变形,永久保存的性能,是长久保存亲人容颜的最佳选择。
旭迪电子激光瓷像与目前使用喷墨技术制作的高温瓷像在清晰度与色彩过渡与保真性能方面有本质的差异,本公司制作的瓷像色彩真实,色泽温润,图像清晰,外观精致,手感细腻,款式典雅。
激光瓷像一次成像,无需多次打印。
旭迪激光瓷像采用仿意大利款式的高亮白专用瓷板制像,有多种款式多种规格供客户选择。
本公司由专业人员对图像进行美化处理,可根据客户要求对图像进行特殊处理。
激光瓷像是以数码激光打印技术与传统工艺烧制方法合结合的高科技术。
打印所需的耗材是陶瓷彩色激光碳粉,该碳粉一套四支,分别是C、M、Y、K四色。
碳粉盒装入激光打印机里即可使用。
激光瓷像所用的纸张是小膜花纸或大膜花纸,目前,小膜花纸最为常用。
采用激光瓷像技术,实现了写真全彩效果。
传统手绘、丝网印刷、感光照相、喷墨人工上粉制像做法与其相比,在过度色写真效果及成像速度上无法比拟的。
中国景德镇烧瓷工艺,经800~850℃高温烧制。
照片写真效果,不怕酸碱水浸,不怕刀划日晒,耐高温,耐磨损,抗紫外线,无毒无辐射,高档次,高品位,传世留念的最佳选择。
电脑彩色激光高温瓷像工艺流程:1、图象处理的要点及施乐型号打印机设置:在电脑处理图象时用CMYK的模式,在图象调整时注意调整各个通道。
比如:头发、眼珠的处理要减谈红、黄两色,画面如果要体现绿色时减淡红、黑两色等等。
色调总体不要太灰,要加强对比。
2、打印机设置:选择型号打印机-->点属性-->在对话框中选择纸张(Paper)--> 设置文件尺寸-->类型:特殊纸-->输入纸盘:选择手送台-->目的地:外纸盘(事先把打印机外纸盘打开)-->设置打印品质-->在打印质量中选择精细打印-->彩色:自动-->点确定并保存陶瓷高温烧烤方法:将打印好的图案纸表面涂一层固粉油,将图案连接在一起,固粉油在转印时起到载体的作用。
激光透明陶瓷

透明陶瓷的制备、性能与发展专业:材料制备与加工班级: 081012C1 学号: 0810121535学生姓名:蒋宁2011 年9 月27日摘要:以Y(N·6O、Al(N、(N S和Nd(N为原料,N HC为沉淀剂,以TEOS作为添加剂,采取共沉淀法制备Nd:YAG前驱体分体;前驱体经过1200℃煅烧5小时后,得到分散性好,颗粒近似球形、纯YAG 立方相的Nd:YAG纳米粉体,其平均粒径约为100nm。
煅烧后的粉体压制成素坯,在1700-1800℃煅烧10小时,可获得透光性良好的Nd:YAG激光透明陶瓷,YAG晶粒的平均尺寸为15μm,晶界处和晶粒内没有杂质、气孔存在,无散射中心。
1.5mm厚德样晶在近红外波长为1064nm处透过率为83.5%基本接近与透明Nd:YAG晶体的理论值。
关键词:共沉淀,纳米粉体,钕掺杂钇铝石榴石,透明陶瓷。
Abstract : Neodymium-doped yttrium aluminum garnet(Nd:YAG)precursor powders were fabricated by co-precipitationmethod ,using Y(N·6O、Al(N、(N S and Nd(N as raw materials, N HC asprecipitator, TEOS as sintering additive. After calcining the Nd:YAG precursor at 1200℃for 5h, the well dispersive, spherical pure cubic YAG nano-powders with average particle size of about 100nm were obtained. Subsequently, calcined powders were molded by cold isostatic presses. Transparent ceramics of excellent transmissionwere obtained by sintering Nd:YAG green body at 1700-1800℃for 10h in vacuum. The ceramic crystal grains with average size of about 15μm appear uniformity there is no impurity and core in grain interface and inner-grain. No scattering center can be detected. The transmission of the sample with thickness of 1.5mm is 83.5% at the near infrared wavelength of 1064nm, which is very close to the theoretical value of Nd:YAG single crystal.Key words: co-precipitation; nanopowder; Nd:YAG; transparent ceramic透明陶瓷的制备与性能Nd:YAG单晶具备热导率高、化学稳定性和可工性好的特性,是目前应用广泛的固体激光介质,因其收到杂质分凝系数及尺寸的限制,存在输出功率小和发光效率低等缺点,从而妨碍了单晶的应用,而透明YAG多晶陶瓷具有易制造、成本低、尺寸大、掺杂农奴高、热导率高、耐热冲击性好,可大批量生产、易实现多层和多功能的陶瓷结构等优点,可以作为一种性能优良的激光介质使用,从而可以弥补单晶作为激光工作物质的不足,是一种极有潜力的新型固体激光材料。
我国研制出可应用于军事用途的激光透明陶瓷

竞争力 .不仅为我 国研制 出优 于国 点 .抗表面损伤性能好 。在军事 领 件 。而光纤 的优 点是像电缆一样灵
外现有 的全 固态绿 激光前 列腺增生 域 .它可用 在护 目头盔和坦 克 、飞 活 ,柔韧性强 ,光纤激光可 以用 于
WS的研究 手术 系统提供 了可靠 的国产化核心 机等 的窗 口材料上 。美 国空军 以此 具有复 杂外 形的器件 。I 设 备 ,更可 以提升我 国在 激光精密 为基 础合成 的透 明防弹护 板 .经受 人员 给这套 新开发 的激光切割 、硬
奥光 电技术有 限公 司联合研 制的国 纯原 料 ,在真空或氢气条件下烧结 光纤激光器 的信 号正好足够强到可
过去几年 中 , 内首 台“ 半导体 激光泵 浦 10W 全 制 成 ,其 相对 理 论 密 度 通 常 高 达 以传送微小 的光脉冲 。 5 固态高功率绿光激光器 ” 陕问世 . 9 . % 。 隔 着 透 明 陶 瓷 看 报 纸 , 光纤激光器 已经发展到可 以输 出几 在 99 9
焊接 、激光制导等 高科技 领域 的技 住了连 续射出的枪弹考验 .重 量却 化系统装备 了一个机械手臂 。巧妙
术装备水平.从而将我国在高功率 比普 通防弹玻璃轻一半 。在 民用 领 地引导光纤 .使得 激光可 以进入 复
全 固态激光 器上的研究优 势转化为 域 .日本已用透 明陶瓷制 成照相机 杂器件 最不易进入 的角落 。 激光应用和 产业优势 。 另外 .光 纤 激 光 器 产 生 的 光 波 长 约为 1I m.非 常 容易 被钢 和 x
究人 员将 在 20 0 7年慕 尼黑 国 际应
辑 描
中科 院 上海 硅 酸 盐 研究 所 自 用激光 、光 电技术 贸易博 览会 上展 主研制成功 的激光 透明陶瓷 .标 志 示一种新 的多用途 激光—— 光纤激
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瓷复 合材 料 。这种 复 合材 料 具 有相 当好 的特 性 ,可 根据 客
户 特 殊应 用 需 要定 制 成 型 ,比 如需 要 高强 度 的超 低 密度 材
料。 Biblioteka 陶 瓷刹 车片 改善 制动性 能
鲁 ” ,土 生 土 长 的 徽 商 ,一 个 鲜 明 的特 点 是 “贾 而 好
陶 瓷刹 车 片 的制 动 能 力要 强 于 传统 刹 车片 ,并且 还 很
些气 孔赶 走 ,陶 瓷就 能变得 如 玻璃 般 晶莹剔 透 。
这 块 “ 海 制造 ” 的透 明 陶瓷 采 用高 纯 纳 米原 料 ,经 上 过 球 磨混 合 、煅烧 、干燥等 工 艺 ,在1 5 6 0~1 8 ℃真 空条 0 7 件 下 保 温 1 h 上 烧 结 而 成 ,尺 寸 仅 为 3 0以 mm×3 mm×
儒 ” , “ 儒 贾
O 结 合 ”。徽 商 的本 质 是儒 商 ,徽 商 的 贾 而好 儒 表现 在 其思 大 约是 传 统 刹车 片 的两 倍 还要 多 ,可实 现 1万 公 里不 换 刹
想观念 上 的崇 儒重 儒 。 “ 书 好 营 商 好 效 好 便 好 ;创 业 难 守 业 难 知 难 不 读
中科 院上 海硅 酸盐 研究 所 经过6 数百 次实 验 ,终于 研 年 制 出 国 内第 一 块 “ 明 陶瓷 之王 ”一一 光 陶瓷 ,使我 国成 透 激 为 世界 上 继 日本 之 后第 二个掌 握 激 光 陶瓷 材料 制 备专 利技
据 于 天 国介 绍 , “ 下 第一 联 ”是乾 隆 年 间 的作 品 , 天
由唐 英 手 写后 ,以雕 刻 瓷 板 书 法 的形 式 加 上 木 框 镶 坎 而 术 的 国家 。通 常 ,陶瓷 都 不是 透 明 的 ,这是 因为 普通 陶 瓷 成 。此 联 属乾 隆 末年 风格 ,由鸿福 唐 制 作 ,全联 共 二十 个 中充满 着 无数 微 气 孔 。这 些气 孔 会对 光线 产 生 极 强 的折射 字 ,采 用 国产 珠 明青 花料 ,绘 上 青花 花 草纹 饰 ;其 风 格 洁 和散 射 ,致 使 几 乎所 有 光线 都 无 法通 过 陶 瓷 。如果 能 把这 素 淡雅 、清 新 脱俗 ,落款 用 宝 石蓝 点 缀 ,使 其锦 上 添 花 , 是清朝 中期稀 有佳 作之 一 。
轻 。 当然 它 最 大 的特 点就 是 耐 高温 和耐 磨 。陶瓷 刹车 片 可 长 期使 用 温度 在 1 0 度 ,可 适合 各种 高性 能 制动 材 料 的高 0 O
性 能要 求 ,比如 在 F 赛 车 中 ,刹车 片清 一 色都 是 还 有 陶瓷 1
成 分 的刹 车 片 。有 人统 计 过 ,一 个 陶瓷 刹 车片 的 实用 寿 命
学 材 料 。 比如 ,用透 明 陶瓷 制成 的高压 钠 灯 ,其 平均 寿 命
3 mm。从 外 观上 看 ,这 块黄 豆 大小 的 陶瓷 完全 可 与玻璃 以 假 乱 真 。而 它 的 不寻 常 之处 更 在于 能 在短 时间 内射 出 一道 炫 目激 光 。除 了 高透 光性 ,透 明 陶瓷 还具 有 高 强度 、高硬
度 、耐腐 蚀 、耐 高温 等性 能 ,其 “ 合素 质 ”远 超 一般 光 综
陶 瓷也 可做 刹 车片
当听 到或 看 到 “ 瓷刹 车 片 ”这 一 名 词 时 ,您 是 否 会 陶 认 为这 个 一摔 就 碎 的 陶瓷 怎 么能 做 刹 车 片 呢? 这 不 是拿 生 命 开 玩 笑 吗? 其 实 ,这 一 想 法并 不 是 您 一 个人 的 想 法 ,您 代 表 了好大 一 部 分人 。其 实 ,陶瓷 刹 车 片是 一 种最 新 的刹
那 么 ,徽 商贾 而 好儒 的原 因是 什 么 呢? 一 是徽 商所 在
地 区是一 个 有着 深 厚文 化 积 淀 的地 区 ;二是 为 了获得 与 经
济 地 位 相 称 的 社 会 地 位 ,需 要 以 “ ” 为外 衣 来 包 装 自 儒
己。
国 内首块 激 光 陶 瓷研 制成 功
信 息 集 锦
89
车片 技 术 ,它有着 相 对 传统 刹 车片 更 好 的特 性 。 陶瓷 刹车
片 目前在 一些 高档 车或 跑车 上 才有应 用 。
景 德镇 惊现 陶 瓷书 法 “ 下 第一 联 ” 天
据 悉 , “天 下 第 一 联 ” 是 于 天 国
此 陶瓷 非彼 陶瓷
官唐英 之手 。 徽 州 素 称 “ 东 南 邹
“ 陶瓷 的心 ” “ 陶瓷 的 爱 ”等 等都 在 阐述 着 各种 易碎 的情
感 。其 实 ,陶瓷并 不 是 如此 易 碎 ,陶 瓷刹 车 片就 改 变 了传 统 的观 点 。 陶瓷刹 车 片 的 陶瓷 是一 种 碳纤 维 增强 碳 化硅 陶
难 ” ,从 中便 可看 出徽 人对 儒 与商 的看重 。
车 片 ,这无 疑又 降低 了养 车成 本 。
朗逸 全车 系配 备
除 了 赛 车 ,陶 瓷 刹 车 片 一 般 应 用 在 高 档 轿 车 和 跑 车
级 徽 商贾 而 好儒 不 是说 说 而 已 ,还 表 现 在他 们 的 实 际行 上 ,而 作 为全 新A 车 的 朗逸 上 却 全 车 系配 备 了陶 瓷 刹车 动 上 ,即不 少 商人 致 富后 ,或弃 贾 业儒 ,或 弃贾 就 仕 ,不 片 ,这在 同级 别 车 中 ,可 谓 引领潮 流 。 少徽商 甚 至选择 了一条捐 赀 买 官 的道 路 。
我 们通 常意 义 上 的 陶瓷都 是 那 些烧 制 出来 的 陶瓷器 皿
或工 艺 品 ,他 们都 有 易碎 的特 性 ,稍 不注 意 掉落 地 上就 会 粉 身 碎 骨 。 时 间长 了 ,陶 瓷 似 乎 都 成 了 易碎 的 代 名 词 ,
2 0 年 在 安 徽 05 省 黄 山市 黟 县 获 得 , 出 自清 代 著 名 的 督 陶