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《西安电子科技大学》 2007年
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激光陶瓷的粉体制备研究

李双春  
【摘要】: 作为一种典型的陶瓷材料,钇铝石榴石(Y3Al5O12,YAG)由于其良好的光学性能和机械强度以及稳定的物理化学性质,在激光和发光领域被广泛用作基质材料。近年来钇铝石榴石粉体的低温合成技术及其透明陶瓷的制备引起了人们的极大关注。研究发现,透明多晶钇铝石榴石(YAG)陶瓷与其单晶材料相比,可实现大尺寸、高掺杂浓度、低成本,在高功率全固态激光器中有着巨大的应用价值。1995年,Ikesue等用固相反应的方法制备出了透明的、折射率和热导率都与单晶相当的Nd~(3+):YAG激光陶瓷,从而也把在通信、军事上有着巨大应用潜力的掺Nd~(3+)激光透明陶瓷材料的研究推向了高潮。 本文采用化学共沉淀法和溶胶-凝胶法两种方法制备了Nd:YAG粉体,研究了柠檬酸法和碳酸氢氨沉淀法制备钇铝石榴石超细粉体的技术。通过真空热压烧结实验,详细考察了YAG超细粉体的烧结性能、不同温度烧结的坯体气孔分布情况、晶粒生长现象和不同温度烧结的坯体微观组织形貌。并采用综合热分析(TG-DTA)、X光衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)等测试手段对粉体进行了样品表征,最终得到了掺钕浓度分别为1at.%和5at.%的Nd:YAG激光陶瓷。在实验过程中运用正交实验法对Nd:YAG激光陶瓷的透明问题进行了研究。分析了在整个实验过程中Nd~(3+)离子掺杂量、沉淀剂的摩尔比以及真空烧结温度三个因素对激光陶瓷透明度的影响,并得到了各因素的最佳水平和实验的优化方案。 在充分利用YAG超细粉体的制备技术和深刻理解YAG陶瓷微观组织进化过程和烧结机制的基础上,考察了粉体化学组分、粉体成形方法和烧结制度与透明陶瓷微观形貌和透过率的关系,确定了影响YAG透明陶瓷透明性能的主要因素。
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ174

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【引证文献】
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【参考文献】
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