稀土离子掺杂钇铝石榴石激光陶瓷的制备方法

摘要

本发明涉及一种稀土离子掺杂钇铝石榴石(RE:YAG)透明陶瓷的制备方法，其特征在于按照材料的化学剂量比进行配料，混合成均匀的Al、Y、Mg和RE硝酸盐溶液，以NH4HCO3作为沉淀剂，逐滴滴加到混合硝酸盐溶液中，同时进行充分的搅拌，然后陈化形成沉淀液；沉淀液经过滤、洗涤、烘干、过筛；前驱体在空气气氛中，在900～1500℃煅烧，得到RE:YAG纳米粉体，粉体中所含有的MgO与Al2O3反应形成镁铝尖晶石，分散在RE:YAG晶界上，在1500℃以下煅烧阶段，抑制RE:YAG晶粒的异常长大，细化晶粒尺寸，使粉体保持良好的烧结活性。将煅烧粉体的素坯在1650～1850℃真空烧结，抛光样品在350-1100nm波段透过率最高可达到82％以上。

主权项

一种RE:YAG透明陶瓷的制备方法，其特征在于在Y(NO3)3、Al(NO3)3和RE2O3的稀硝酸溶液共沉淀过程中加入0.001 0.5wt％Mg(NO3)2利用前驱体煅烧后，使MgO与Al2O3反应形成镁铝尖晶石，分散在RE:YAG晶界上，抑制晶粒异常长大，包括以下步骤：(1)将含有结晶水的Al(NO3)3和Y(NO3)3分别溶解在去离子水中，配成Al(NO3)3和Y(NO3)3溶液，采用化学分析的方法，分别标定Al和Y离子的浓度；(2)将按照稀土离子掺杂钇铝石榴石的通式Y3(1 x)RE3xAl5O12，其中x为0～1，称取RE2O3，将RE2O3溶解在稀HNO3中，配置成RE(NO3)3溶液；(3)称取MgO溶解在稀硝酸中，配置成Mg(NO3)2溶液；(4)按照化学剂量配比，混合成均匀的Al、Y、Mg和RE硝酸盐溶液，其中(RE+Y)∶Al的摩尔比为3∶5，混合溶液中Al离子的浓度为0.05～2mol/L。将配置好的NH4HCO3溶液逐滴滴加到上述混合溶液中，调节浆料的pH为弱碱性，浆料陈化后，过滤、洗涤、干燥，且在900 1500℃煅烧，得到RE:YAG纳米粉体；(5)在煅烧后的RE:YAG粉体中加入TEOS，且与Al2O3磨球和无水乙醇一起放入球磨罐中进行球磨混合，球磨时间2～20h；(6)磨混合浆料在干燥箱中60～120℃温度下干燥，干燥后的粉体过100～250目筛；(7)粉体干压成型，再冷等静压，素坯在1650～1850℃真空烧结而成。