材料科学与工程学院功能材料小论文透明陶瓷的制备、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1材料科学与工程学院功能材料小论文2011年9月27日摘要：以Y（N·6O、Al（N、（NS和Nd（N为原料，NHC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-dopedyttriumaluminumgarnet(Nd：YAG)precursorpowderswerefabricatedbyco-precipitationmethod,usingY（N·6O、Al（N、（NSandNd（Nasrawmaterials,NHCasprecipitator,TEOSassinteringadditive.AftercalciningtheNd：YAGprecursorat1200℃for5h,thewelldispersive,sphericalpurecubicYAGnano-powderswithaverageparticlesizeofabout2材料科学与工程学院功能材料小论文100nmwereobtained.Subsequently,calcinedpowdersweremoldedbycoldisostaticpresses.TransparentceramicsofexcellenttransmissionwereobtainedbysinteringNd：YAGgreenbodyat1700-1800℃for10hinvacuum.Theceramiccrystalgrainswithaveragesizeofabout15μmappearuniformitythereisnoimpurityandcoreingraininterfaceandinner-grain.Noscatteringcentercanbedetected.Thetransmissionofthesamplewiththicknessof1.5mmis83.5%atthenearinfraredwavelengthof1064nm,whichisveryclosetothetheoreticalvalueofNd：YAGsinglecrystal.Keywords:co-precipitation;nanopowder;Nd：YAG;transparentceramic3材料科学与工程学院功能材料小论文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。1999年日观神岛化学公司Yanagitani研究小组采用纳米技术和真空烧结方法制备了高质量的Nd：YAG透明陶瓷，其吸收、发射和荧光寿命等光学特性与单晶几乎一致此后透明陶瓷材料作为固体激光器基质材料得到人们广大的光柱，并得到了迅速的发展。激光陶瓷是21世纪激光材料研究热点之一。多年来材料科学工作者试图用陶瓷作为激光工作物质，直到1995年日本首次制备出高透明的Nd：YAG陶瓷，并用LD端面泵浦获得了激光输出。Nd：YAG激光陶瓷材料在制备技术和材料性能等方面具有单晶、玻璃激光材料无可比拟的优势而受到了人们极大的关注，激光输出功率和激光效率均迅速提升。2005年底美国达信公司的研究人眼研制的Nd：YAG陶瓷激光器获得了5KW的功率输出，持续工作时间为10秒。国内研究激光透明陶瓷的单位有中国科学院上海硅酸盐研究所、东北大学、山东大学晶体研究所、中非人工警惕研究院、四川大学、上海大学等。中国科学院上海硅酸盐研究所课题组从2000年初开始从事透明陶瓷的制备，并与2006年5月在国内首次实现了1.0at%Nd：YAG透明陶瓷的激光输出。目前制备Nd：YAG透明陶瓷主要分为固相反应和湿化学法两大类，比较而言，湿化学法在治本大尺寸，高功率激光透明陶瓷方面，比固相反应法更具有优势。采用湿化学法制备Nd：YAG透明陶瓷，首要条件是制备性能优异的奈米粉体，其粉体的治本方法有：溶胶-凝胶法、水热法、热解法、燃烧法、和沉淀法等，这些方法各有优缺点。共沉淀法是目前制备Nd：YAG前驱体纳米粉体较为成熟工艺之一，其方法简单、成本低廉、易于控制。且制备的Nd：Y...
