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对钇铝石榴石陶瓷材料的研究不仅涉及了结晶化学、缺陷化学和光学等知识,而且又与陶瓷材料的制备工艺有着密切关系.本文首先研究影响光吸收性质和反射性质的材料本身化学性质和结晶学特征,如钇铝石榴石的电子状态、化学键性质和晶体结构.然后研究对光的散射性质有影响的陶瓷材料工艺过程,因为陶瓷制备工艺影响着原料的纯度、晶体微观结构的完整性和组成的均匀性,如析出物、残余气孔、晶界等,它们会影响材料对光的吸收和散射.最后为了制定合理的制备工艺,分别研究了陶瓷工艺的三部分:粉体制备工艺,粉体成形工艺,粉体烧结致密化工艺.因为每个步骤对于成功地获得满意产品都非常重要.为了获得最佳的粉体性能(高纯度、粒度分布窄、化学组成均匀、无团聚,高烧结活性),本文采用湿化学法制备超细钇铝石榴石粉体.研究了柠檬酸法、氨水沉淀法和碳酸氢铵沉淀法制备钇铝石榴石超细粉体的技术.通过等温烧结实验和升温烧结实验,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状况、晶粒生长现象和不同温度烧结的坯体微观组织形貌.分析了烧结动力学曲线,研究了烧结初期、中期和后期的烧结致密化行为和晶粒生长行为,揭示了YAG超细粉体的致密化和晶粒生长的特征.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.透明YAG陶瓷体的晶粒尺寸均匀(4~10μm),晶粒呈规则的五边或六边形,晶界干净,晶界厚度约为1nm.透过率的研究表明,对于不加烧结助剂的样品,其在紫外-可见光波段透过率较低(46%),而在红外波段的透过率几乎接近YAG单晶的透过率(84%).对加入硅酸乙酯(0.5wt%)烧结助剂的样品,其在紫外-可见光波段透过率为65%,而在红外波段的透过率降为56%.