三价镱离子掺杂镥铝石榴石透明陶瓷光纤的制备方法

摘要

一种三价镱离子掺杂镥铝石榴石透明陶瓷光纤的制备方法。该方法包含以下步骤：1)将共沉淀制备的镱掺杂的钇铝石榴石粉体、烧结助剂、表面活性剂和三重蒸馏水球磨混合，制备水基浆料；2)制备石膏微孔模具，3)将所述的水基浆料注入到所述的石膏微孔模具中，脱模并干燥得到陶瓷纤维素坯；4)将所述的纤维素坯煅烧处理；5)将煅烧过的纤维进行真空烧结；6)最后退火，获得Yb³⁺掺杂的透明镥铝石榴石透明陶瓷光纤。本发明制备的透明陶瓷光纤具有较低的光学损耗，可用于～1微米近红外激光输出和～1微米近红外光学信号放大。该方法采用注浆成型工艺，相对现有技术，步骤简单，成本较低。采用粉体烧结工艺，工作温度较低，能耗较小。

主权项

一种三价镱离子掺杂镥铝石榴石(Yb³⁺:LuAG)透明陶瓷光纤的制备方法，特征在于该方法包括以下步骤：①水基浆料的制备：按0.1mol％～10mol％镱离子掺杂的镥铝石榴石粉体、烧结助剂、表面活性剂和三重蒸馏水的质量比为10：0.05：0.1～0.15：4～7分别称取或量取以上原料或试剂，然后球磨混合；其中烧结助剂为正硅酸四乙酯，表面活性剂为聚丙烯酸铵；球磨时间为3小时，球磨转速200转每分钟，获得水基浆料；②石膏微孔模具制作：以质量比2.75:1分别称取β半水石膏和水。将称取的β半水石膏缓慢加入水中，带石膏完全浸湿，缓慢搅拌，使石膏与水均匀混合并排除气泡。静置2分钟后，将获得的石膏浆料缓慢倒入模子中，在石膏未完全固化前，将石膏板分成四份，并在其四面结合处放入直径为500微米～5毫米、长度为10厘米的玻璃光纤并加压，将石膏待固化后，抽出光纤，获得石膏微孔模具；③注浆成型：将所述的水基浆料缓慢注入所述的石膏模具中，静置24小时后，脱模并干燥后得到纤维素坯；④纤维素坯煅烧：将所述的纤维素坯放入马弗炉中在800℃煅烧3小时；⑤真空预烧：将上述煅烧后的纤维素坯置于真空钨丝炉中进行烧结，以5℃/分钟升温至1000℃后以2℃/分钟升温至1750～1850℃，保温5小时，然后以10℃/分钟降温至600℃后随炉冷却；⑥将烧结后的透明陶瓷光纤进行退火，退火温度为1450℃，退火时间为1小时，获得Yb³⁺掺杂的镥铝石榴石透明陶瓷光纤。