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《山东大学》 2005年
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掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光陶瓷的制备与性能表征

李霞  
【摘要】:掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)是一种重要的四能级固体激光工作物质,广泛应用于各个领域。近来,随着纳米陶瓷的制备技术和高真空无压烧结工艺的发展,高度透明的激光陶瓷因具有优良的激光性能和制备工艺方面的优势得到广泛地重视。YAG透明陶瓷做为大型固体激光器的激光工作物质在取代Nd:YAG单晶方面已显示出良好的应用前景。除做为激光工作物质以外,因为它具有优异的高温力学性能,YAG陶瓷还可以作为高温结构部件得到广泛地应用。另外,YAG粉体通过掺杂Tb~(3+),Ce~(3+),Eu~(3+)等三价稀土离子可做为荧光粉,在发光材料领域有着广泛地应用。 本论文主要对Nd:YAG的合成及其产物的组成、结构、性能与工艺条件等的关系进行了系统的研究,同时对Nd:YAG的形成机理进行了探讨,在采用共沉淀合成反应、溶剂热合成、粉体的分散、成型与烧结等工艺方面开展了具有一定创新意义的研究工作。重点有以下几个方面: 化学共沉淀法在合成工艺、成本、效率、粉料性能等方面具有综合优势。本研究首先采用共沉淀法低成本制备了YAG纳米粉体。研究工作表明:合成过程中沉淀剂种类、溶液的浓度、PH值、滴定的方法及热处理温度对YAG相的形成过程及合成粉料性能均有影响。结果发现:碳酸氢铵作为沉淀剂时得到的前驱体为复合碳酸盐的混合物;而氨水做沉淀剂时前驱体主要为氢氧化物,前者因为化学成分均匀沉析,颗粒小且分散性好且具有高的烧结活性。同时还发现:当在较低的反应物浓度和适当PH值,共沉淀得到的前驱体可在900℃直接由无定型态转变为晶态的YAG而没有中间相。相反若反应物的浓度过大,则需要在较高的热处理温度下才能得到单相YAG粉体,其主要原因与沉淀偏析和颗粒团聚有关。 采用红外分析、差热分析、XRD等手段首次对共沉淀制备YAG粉体的反应机理进行了研究。结果表明:在共沉淀法合成YAG前驱体的过程中,Y~(3+)和Al~(3+)同时以盐的形式共同沉淀下来,保持了原子级别的混合。这样粉体在热处理的过程中,Y~(3+)和Al~(3+)通过扩散形成YAG时所需的距离则大大缩短,因此采用共沉淀法来制备YAG所需的反应温度大大低于固相反应法。从物相变化的角度分析,随
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TQ174.75

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 苗芳;孙洪巍;马维平;胡行;;化学沉淀法制备YAlO_3超微粉体[J];硅酸盐通报;2008年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刘慧娟;化学沉淀法制备YAlO_3:Eu~(3+)荧光粉及其性能表征[D];郑州大学;2011年
2 郭旺;MgO作为烧结助剂制备Nd:YAG透明陶瓷的性能表征[D];四川大学;2007年
3 王一帆;LD侧面抽运Nd:YAG陶瓷激光器输出特性研究[D];长春理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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3 黄朝红,王爱华,殷绍唐,蔡伟平,秦晓英;Nd:YAG透明陶瓷制备技术的研究进展[J];硅酸盐学报;2003年09期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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7 靳素荣;覃巧松;徐瞾;周明全;胡中立;;荷叶黄酮的溶剂热提取及其抗氧化作用研究[J];氨基酸和生物资源;2007年04期
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10 宋杰光;李世斌;纪岗昌;徐明晗;王芳;魏伟;李伟;张联盟;;合成条件对YAG粉体粒径及显微形貌的影响[J];兵器材料科学与工程;2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王军威;李国禄;王海斗;徐滨士;;滚动接触疲劳试验机的研究现状[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
2 马彩霞;顾劲华;潘鼎;;聚丙烯腈碳纤维原丝原液的热力学性质[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
3 王伟;段跃新;肇研;石凤;;气相白炭黑对环氧树脂流变特性的影响[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
4 林爽;乔英杰;刘爱东;;碳化硼陶瓷的性能及其在核工业领域的应用进展[A];第十五届全国复合材料学术会议论文集(下册)[C];2008年
5 单立;刘凯欣;成名;;氧化铝陶瓷圆柱PCFF现象的离散元模拟[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
6 酒金婷;葛钥;高绪珊;屠凡;;纳米微粒在纺织工业的应用及研究进展[A];'2001功能性纺织品及纳米技术应用研讨会论文集[C];2001年
7 张厚勇;崔兆杰;;超临界CO_2萃取焦炉飞灰中有机污染物及GC/MS分析方法的研究[A];有毒化学污染物监测与风险管理技术交流研讨会论文集[C];2008年
8 郭兴忠;杨辉;王建武;;SiC/YAG复合粉体的烧结特性与力学性能[A];全国第三届溶胶—凝胶科学技术学术会议论文摘要集[C];2004年
9 郭兴忠;杨辉;王建武;;溶胶-凝胶法制备SiC/YAG复合粉体[A];全国第三届溶胶—凝胶科学技术学术会议论文摘要集[C];2004年
10 王建武;郭兴忠;杨辉;;无机盐先驱体溶胶-凝胶法制备YAG超细粉[A];全国第三届溶胶—凝胶科学技术学术会议论文摘要集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 武志超;LDA抽运高频Nd:YAG陶瓷激光器研究[D];长春理工大学;2010年
2 杨春;羟基磷灰石(HAP)材料制备及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 赵明利;多频率超声辅助磨削纳米氧化锆陶瓷表面/亚表面损伤机理研究[D];河南理工大学;2010年
4 许彩虹;大豆球蛋白糖基化接枝改性及其热聚集行为研究[D];华南理工大学;2010年
5 杜景红;凝胶注模成型法制备1-3型PMN-PZT/环氧树脂压电复合材料研究[D];昆明理工大学;2009年
6 傅乐峰;聚羧酸超塑化剂的合成、性能和分散吸附行为研究[D];华东理工大学;2010年
7 徐瑞东;脉冲电沉积制备纳米颗粒增强金属基复合材料的研究[D];昆明理工大学;2008年
8 刘述忠;纳米掺锑氧化锡(ATO)粉体制备及其浆料稳定性[D];昆明理工大学;2009年
9 于洁;固体氧化物燃料电池钙钛矿型复合氧化物阴极材料的研究[D];昆明理工大学;2009年
10 李明忠;钛酸铝/氧化铝复相陶瓷及其梯度材料的制备与性能评价[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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2 郭传华;溶剂热技术合成硫化铁和硫化镍纳米粉体[D];辽宁师范大学;2010年
3 易敏;钨酸盐基荧光粉的制备及性能研究[D];广西师范学院;2010年
4 王正凯;YVO_4:Eu~(3+)纳米荧光粉核/壳结构的制备与性能研究[D];浙江理工大学;2010年
5 陈凯;纳米CaCO_3改性聚丙烯酸酯乳液胶粘剂的研究[D];浙江理工大学;2010年
6 李明亮;碳化硅基热电材料的制备及性能研究[D];郑州大学;2010年
7 栾苗;以水溶性聚合物刷为模板合成银纳米粒子[D];郑州大学;2010年
8 纪文文;超重力燃烧合成YAG陶瓷热力学计算及过程仿真[D];山东农业大学;2010年
9 林爽;低温前驱体裂解法合成碳化硼粉体的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 张欢;一维ZnO半导体纳米线的制备与场发射特性研究[D];辽宁师范大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李长青;张明福;左洪波;孟松鹤;韩杰才;姚泰;;影响透明陶瓷透光性能的因素[J];兵器材料科学与工程;2006年02期
2 张希艳,卢利平,王晓春,刘全生,柏朝晖,曹志峰;固相反应法制备SrAl_2O_4:Eu~(2+),Dy~(3+)长余辉发光陶瓷及性能表征[J];兵工学报;2004年02期
3 李先学;邱国彪;罗小铭;苏士杰;陈义祥;;国内外透明激光陶瓷的研究现状[J];山东陶瓷;2009年01期
4 林元华,张中太,张枫,阎肃;铝酸盐长余辉光致发光材料的制备及其发光机理的研究[J];材料导报;2000年01期
5 王惠琴,张磊,马林,胡建国,徐燕,邓红梅;燃烧法快速合成铝酸锶:铕及其发光性能[J];复旦学报(自然科学版);1997年01期
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8 李江;吴玉松;潘裕柏;朱勇;郭景坤;;Cr~(4+),Nd~(3+)∶YAG自调Q激光透明陶瓷的光谱性质[J];发光学报;2007年02期
9 谢平波,段昌奎,张慰萍,尹民,楼立人,夏上达;纳米Y_2O_3:Eu荧光粉的光致发光研究[J];发光学报;1998年02期
10 谢志鹏;薄铁柱;;钇铝石榴石(YAG)激光透明陶瓷研究进展[J];佛山陶瓷;2011年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李进峰;基于Tm掺杂激光晶体被动调Q速率方程理论研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
2 郭家喜;连续LD泵浦调Q技术研究[D];长春理工大学;2010年
【二级引证文献】
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1 赵金伟;超细TiO_2及其复合粉体的制备、表征与光催化性能研究[D];南京理工大学;2011年
2 刘子峰;基于表层复合法的氧化铝陶瓷表面生长模式及性能研究[D];中国海洋大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 符锡仁,郭祝崑;陶瓷的显微结构与性能Ⅱ.陶瓷的显微结构对某些性能的影响[J];硅酸盐学报;1982年01期
2 王宏志,高濂,HirokazuKawaoka,TohruSekino,KoichiNiihara;多晶YAG陶瓷的制备及力学性能[J];硅酸盐学报;2001年01期
3 易中周,黄勇,谢志鹏,马景陶;碳化硅浓悬浮体的分散特性和流变性研究[J];硅酸盐学报;2002年04期
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1 ;国内首块激光陶瓷研制成功[J];陶瓷科学与艺术;2008年11期
2 ;激光陶瓷[J];技术与市场;2009年03期
3 黄伟,朱建国;钇铝石榴石激光陶瓷制备的研究进展[J];四川大学学报(自然科学版);2005年S1期
4 王盛男;孙晶;于文生;邵桢;姜丽霞;姜慧远;;Yb∶Y_2O_3激光陶瓷纳米粉体制备及性能研究[J];激光与红外;2010年11期
5 张晓娟;朱长军;贺俊芳;;激光透明陶瓷的研究进展[J];材料导报;2010年21期
6 王超;陆小荣;;透明陶瓷研究进展[J];中国陶瓷;2010年10期
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8 王小坤;曾智江;朱三根;龚海梅;;激光陶瓷的研究进展[J];中国陶瓷工业;2006年02期
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10 米晓云;卢利平;刘全生;柏朝晖;王晓春;;透明陶瓷的研究进展[J];硅酸盐通报;2007年04期
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1 王振琳;王庆;李德华;张治国;张永东;魏志义;杨秋红;张浩佳;陆神洲;;LD泵浦Yb:(Y_(0.9)La_(0.1))_2O_3陶瓷皮秒激光器[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
2 贾碧;邱杨;阴西川;;Nd:YAG透明陶瓷的研究进展[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第二卷)[C];2011年
3 周鼎;施鹰;徐家跃;;Nd~(3+)掺杂Lu_2O_3透明陶瓷的制备和光学性能[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
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1 晓徐;我国首块激光陶瓷研制成功[N];中国建材报;2010年
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1 黄德馨;RE:GGG(RE=Yb,Nd)纳米粉体及陶瓷的制备研究[D];长春理工大学;2009年
2 智广林;Er:CaF_2激光陶瓷的制备和性能研究[D];武汉理工大学;2011年
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1 姜慧远;Yb:YGG激光陶瓷原料的制备、表征及性能研究[D];长春理工大学;2011年
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6 李轶;Nd_(3x),Yb_(3y):Gd_(3-3x-3y)Ga_5O_(12)激光陶瓷粉体的制备及性能表征[D];长春理工大学;2008年
7 卢歆;Yb~(3+):Y_2O_3透明陶瓷超细粉体的制备及性能研究[D];长春理工大学;2008年
8 张恒;液相燃烧法合成YAG粉体的研究[D];首都师范大学;2007年
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