微波均相沉淀法制备YAG透明陶瓷

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YAG透明陶瓷因具有热导率高、热膨胀系数小、硬度大、光学特性优异等特点,而成为开发诸多光学器件基质材料的首选。 本文以廉价的无机盐为原料,首次采用微波均相沉淀法制备YAG纳米粉体,其通过真空烧结,成功制得了YAG透明陶瓷材料。 论文重点研究了微波场中不同(NH4)2SO4用量对YAG前驱体以及煅烧产物的影响,进而找出了制备可烧结性和分散性均良好的YAG纳米粉体的最佳工艺。并对微波促进YAG前驱物均相合成的机理以及YAG陶瓷透明机理进行了探讨。 研究结果表明: (1)在微波场中合成YAG前驱体,发挥了微波辐照和均相沉淀的共同优势,不但使合成效率大大提高,而且生成的产物具有较好的均匀性。 (2)(NH4)2SO4对YAG前驱体的形貌、组成、物相变化影响显著,进而影响了YAG纳米粉体的分散性和可烧结性。利用微波均相沉淀法,以Al(NO3)3、Y(NO3)3混合溶液为母盐,尿素为沉淀剂,添加占母盐质量8%的(NH4)2SO4,可制备出具有良好分散性和可烧结性的YAG纳米粉体。将粉体干压成型,经1550℃常规烧结2h,烧结体的相对密度达到了98%;经1700℃真空烧结10min,制备出具有良好透光性的YAG透明陶瓷,其在可见光区的最大透光率达42%,在近红外光区的最大透光率达74%。
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