论文部分内容阅读
作为常用的激光介质材料,YAG透明陶瓷因其优异的物理性能、化学性能以及光学性能,备受人们关注。本文采用固相反应法,真空烧结制备了高透光率的Yb:YAG透明陶瓷。采用紫外可见分光光度计、XRD、SEM和光学显微镜对YAG透明陶瓷的透光率、物相、微观形貌和气孔率进行了详细分析。系统研究了保温时间、烧结温度、化学计量比和烧结助剂对Yb:YAG透明陶瓷的光学性能和微观结构的影响,获得了Yb:YAG透明陶瓷的最佳制备工艺。同时本文通过固相反应法,真空烧结制备了不同掺杂浓度的Tm:YAG透明陶瓷。研究了烧结温度对Tm:YAG陶瓷透光率的影响。所得的主要研究结果如下:1.使用商业氧化物纳米粉体（Y2O3、Al2O3、Yb2O3）为原料,成功通过固相反应法真空烧结制备了高透光率的Yb:YAG透明激光陶瓷。2.在不同温度和不同保温时间条件下烧结制备了1at%Yb:YAG透明陶瓷,实验结果表明:最佳烧结温度为1760℃,温度过高和过低都会降低陶瓷的透光率;最佳的保温时间为10h,保温时间过短则不利于晶粒生长,会产生较多气孔,保温时间过长,则会增加成本。3.以Al与Y的摩尔比为3:5为参照比例,保持氧化钇和氧化镱的量不变,改变氧化铝的量,研究化学计量比对Yb:YAG透明陶瓷的影响。实验结果显示:氧化铝含量偏离量为-0.2%的样品透过率最高,在400nm处为60.6%,在1064nm处为69.5%。4.以Si O2和B2O3为烧结助剂制备Yb:YAG透明陶瓷,实验结果表明,Si O2和B2O3的添加量分别为0.9at%和0.6at%时,陶瓷的透光率最高,在1064nm处为77.8%,在400nm处为63.7%。5.制备了不同掺杂浓度（1at%、5at%、10at%、15at%）的Yb:YAG透明陶瓷,并均具有较高的透光率,并且随着掺杂浓度的提高,陶瓷的透光率逐渐下降。最佳制备工艺条件为:氧化铝的化学计量比定为-0.2%,加入0.9at%的Si O2和0.6at%的B2O3作烧结助剂,在1760℃温度下保温十小时烧结。所获得的1at%Yb:YAG透明陶瓷,在400nm处透光率为67.2%,在1064nm处为78.9%。陶瓷的热扩散系数随着Yb掺杂浓度的增加而减小,1at%的陶瓷样品热扩散系数最大,为3.414mm2/s。6.以商业氧化物纳米粉体（Y2O3、Al2O3、Yb2O3）为原料,通过固相反应法真空烧结制备了不同掺杂浓度（1、2、3、5at%）的Tm:YAG透明激光陶瓷。所有陶瓷样品均具有较好的透光率,3at%的陶瓷样品透光率最高,在1064nm处达到63.4%,在400nm处达到45.9%。陶瓷的热扩散系数随着Tm掺杂浓度的增加而减小,1at%的陶瓷样品热扩散系数最大,为3.457mm2/s。