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高分子网络凝胶法制备纳米YAG粉体

张大江  
【摘要】: YAG晶体是当前广泛应用的、最重要的激光基质材料。由于YAG晶体多是用提拉法生长出来的,这种方法成本高、工艺复杂、速度慢,生长周期长,且难于制备大尺寸单晶,其更广阔的应用受到一定限制。近年来,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。制备性能优良的透明陶瓷材料,首要条件是具有高质量的粉料,即粒度均匀、化学纯度高、分散性好的纳米粉料。为此,高质量的纳米粉料的制备就成为制备透明陶瓷的关键;同时,高质量的纳米粉体也是高质量单晶生长的最好原料。 本文是以硝酸铝,硝酸钇为原料,丙烯酰胺为单体,N,N’—亚甲基双丙烯酰胺为网络剂,过硫酸铵为引发剂,采用高分子网络凝胶法制备YAG纳米粉体,用X射线衍射分析(XRD),透射电子显微镜(TEM),差热—热重分析(DTA-TG)等方法对纳米YAG粉体的性能进行了表征。实验结果表明: 采用高分子网络法可以制备出粉体尺寸小于50nm的YAG纳米粉体,而且粉体的平均粒径小,分散均匀,团聚少。单体与网络剂的配比以及烧结温度对YAG纳米粉体微粒尺寸影响较大。热处理的最佳温度为900℃。 采用自制的YAG纳米粉体为原料,干压成型后,在1650℃进行烧结,得到YAG陶瓷。通过扫描电镜观察表明,在烧结过程中出现晶粒的异常长大且晶界间存在气孔。


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