Yttrium oxide transparent ceramics with core-shell structure disclosed by the invention, the core layer is Y2O3 phase, the ceramic grain shell structure for (Y, La, M) 2O3, where M is one or more of Zr, Ti, Mn, Al, Ca, Zn and Mg in the preparation process. Are as follows: firstly, the compound of yttrium lanthanum compounds and M compounds and dissolved in deionized water, adding Y2O3 powder and milling, blending after spray drying, pre pressing powder will then be dried, and at 900 to 1300 DEG C calcination, after cooling by cold isostatic pressing, in oxidation Y-based 1550 to 1750 DEG C sintering can be obtained after the invention of transparent ceramics. The invention adopts a wide source of raw materials, easy preparation process is simple and controllable, the sintering performance (Y, La, M) 2O3 thin layer of Y2O3 powder coated, you can add relatively few additives have good linear transmittance.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种氧化钇基透明陶瓷及其制备方法,尤其是具有核壳结构的氧化钇基透明陶瓷及其制备方法,属于材料科学
技术介绍
氧化钇是立方晶系晶体,具有光学各向同性的性质,所以其具有优良的透光性能,并且具有熔点高、化学和光化学稳定性好、光学透明性范围较宽(0.23~8.0μm)等优点;其声子能量低,一定程度上可以抑制无辐射跃迁,提高辐射跃迁的几率,从而提高发光量子效率;易实现稀土离子的掺杂进行改性;热导率高,是作为固体激光介质材料的重要基质材料。氧化钇透明陶瓷在宽广的频率范围内,特别是在红外区域,具有80%以上的理论透过率,因此这种材料常被用作各种检测设备和能源窗口。由于其耐火度高,还可作高温炉的观察窗以及透镜。此外,氧化钇透明陶瓷可用于微波基片、耐磨表面材料、红外发生器管、天线罩等,在半导体行业具有潜在应用价值,有些已获得实际应用。但是,Y2O3的熔融温度高达2430℃,在2280℃时还会发生立方相向六方相的多晶相变,因此采用传统提拉法很难生长Y2O3单晶。采用传统陶瓷工艺,可以在远低于Y2O3熔点的温度制备透明陶瓷,节省了生产成本,提高了生产效率,更重要的是陶瓷制备工艺容易实现激活离子的高掺杂,可以极大的提高激光输出功率,从而使高熔点氧化物用作光学介质和激光介质成为可能。氧化钇透明陶瓷的烧结温度一般在2000℃以上,采用真空烧结和纳米粉体制备技术后,烧结温度降到1700℃,比它的熔融温度低700℃。对于Y2O3基透明陶瓷的研究中发现,La3+和Zr4+的掺杂能有效改善Y2O3基透明陶瓷的烧结性能,并且也具有良好的激光光谱性能。但是陶瓷是多晶的, ...
【技术保护点】
一种具有核壳结构的氧化钇基透明陶瓷,其特征在于陶瓷晶粒的核层为Y2O3相、壳层为(Y1‑x‑yLaxMy)2O3相,其中0.01 ≤ x ≤ 0.1,0 ≤ y ≤ 0.1,M为Zr、Ti、Mn、Al、Ca、Zn和Mg中的一种或几种,壳层物质与核层物质的摩尔比为0.01~0.2:1。
【技术特征摘要】
1.一种具有核壳结构的氧化钇基透明陶瓷,其特征在于陶瓷晶粒的核层为Y2O3相、壳层为(Y1-x-yLaxMy)2O3相,其中0.01≤x≤0.1,0≤y≤0.1,M为Zr、Ti、Mn、Al、Ca、Zn和Mg中的一种或几种,壳层物质与核层物质的摩尔比为0.01~0.2:1。2.制备权利要求1所述的具有核壳结构的氧化钇基透明陶瓷的方法,其特征在于包括下述步骤:(1)按壳层组成物中各元素的比例,将钇的化合物、镧的化合物以及M元素的化合物同时溶解在去离子水中,使混合物在去离子水中的浓度为0.01~1mol/l,搅拌混合均匀得到混合溶液;(2)按核层物质的量称取Y2O3粉体,放入球磨罐中,同时将上述步骤(1)制得的混合溶液也放入球磨罐中,然后以氧化锆球为磨介,球磨混合4~24小时,随后将混合物进行喷雾干燥,除掉去离子水;(3)将喷雾干燥后获得的粉体放入模具中,在10~40MPa的压力下成型,然后升温到900~...
【专利技术属性】
技术研发人员:王焕平,雷若姗,陈雅倩,徐时清,杨清华,邓德刚,
申请(专利权)人:中国计量大学,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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