【技术实现步骤摘要】
一种采用Isobam凝胶注模制备YAG基多层复合结构透明陶瓷的方法
本专利技术属于先进陶瓷领域，涉及一种多层复合结构透明陶瓷的制备方法，尤其涉及一种采用Isobam凝胶注模制备YAG基多层复合结构透明陶瓷的方法。
技术介绍
Nd:YAG激光陶瓷作为激光器的工作物质，具有掺杂原子系数高、光学性质优良、热导率高、损伤阈值高、激光输出效率高、耐热冲击性好、易制造、成本低、尺寸大、可大批量生产、易获得多层和多功能陶瓷结构等优点，在高功率固体激光器领域发挥着重要作用。其他稀土离子如Yb,Er,Ho,Tm和过渡金属离子Cr等掺杂的YAG透明陶瓷在产生不同激光波长、调谐脉冲宽度(皮秒、飞秒等)等方面也引起了广泛关注。然而，由于受到其制备工艺不灵活以及结构单一化的影响，尤其是结构单一的增益介质材料在激光系统运作过程中将产生致命的热效应问题：热应力、热力双折射和热透镜效应等，导致固体激光器很难向着大尺寸和高功率的方向发展。而传统的固相反应烧结法制备的YAG透明陶瓷结构单一，不能有效的控制热效应，而几年来一些制备复合结构材料的方法，如等离子喷涂法、加热模压法、激光熔覆法、磁控溅射法等...
【技术保护点】
1.一种采用Isobam凝胶注模制备YAG基多层复合结构透明陶瓷的方法，其特征在于，所制备的多层陶瓷满足下式所示的结构：YAG/Re:YAG/YAG或YAG/Re:YAG/Re:YAG，其中YAG层由Y3A15O12组成，Re:YAG层由(Y1‑xRex)3A15O12组成，0.02≤x≤0.2；Re为稀土元素铈、镨、钕、钐、铕、铽、镝、钬、铒、铥或镱中的一种；具体步骤如下：(1)凝胶注模成型用浆料配制：纯YAG层按Y3A15O12，Re:YAG层按(Y1‑xRex)3A15O12，0.02≤x≤0.2组成所需的金属元素摩尔比分别称量原料粉体，将磨球、有机溶剂、分散剂A、烧...
【技术特征摘要】
1.一种采用Isobam凝胶注模制备YAG基多层复合结构透明陶瓷的方法，其特征在于，所制备的多层陶瓷满足下式所示的结构：YAG/Re:YAG/YAG或YAG/Re:YAG/Re:YAG，其中YAG层由Y3A15O12组成，Re:YAG层由(Y1-xRex)3A15O12组成，0.02≤x≤0.2；Re为稀土元素铈、镨、钕、钐、铕、铽、镝、钬、铒、铥或镱中的一种；具体步骤如下：(1)凝胶注模成型用浆料配制：纯YAG层按Y3A15O12，Re:YAG层按(Y1-xRex)3A15O12，0.02≤x≤0.2组成所需的金属元素摩尔比分别称量原料粉体，将磨球、有机溶剂、分散剂A、烧结助剂与称量好的原料粉体放入球磨罐中，进行球磨混合，球磨转速为120r/min～160r/min，球磨时间为15～24小时，得混合浆料A；取出所述混合浆料A进行干燥处理，过100～200目筛，将过筛后的粉体置于马弗炉中煅烧，作为凝胶注模成型的原料粉；在球磨罐中加入去离子水、Isobam104溶液、分散剂B、磨球，最后加入所述原料粉，用pH调节剂调节体系pH值为9～11，初步搅拌10～30min后再进行球磨混合，球磨转速为250～350r/min，球磨时间为20～60min，得固含量为70～80％的混合浆料B，即为凝胶注模成型用的浆料；(2)凝胶注模成型：将步骤(1)得到的YAG和Re:YAG凝胶浆料进行除泡处理，条件均为：真空环境-50～-70kpa下除气2～5min；然后将YAG浆料浇注到模具中，凝胶固化后在得到的素坯上再浇注Re:YAG浆料，待Re:YAG浆料凝胶固化后，最后浇注YAG浆料或其他组分的Re:YAG浆料，完全凝胶化后干燥处理，排胶；(3)成型及烧结：将排胶后的素坯在真空环境中1650～1780℃烧结16～24小时，退火，双面抛光后即得多层YAG/Re:YAG/YAG(Re:YAG)复合结构透明陶瓷。2.根据权利要求1所述的一种采用Isobam凝胶注模制备YAG基多层复合结构透明陶瓷的方法，其特征在于，步骤(1)中所述原料粉体为高纯的Y2O3粉体、Al2O3粉体和Re2O3粉体。3.根据权利要求1所述的一种采用Isobam凝胶注模制备YAG基多层复合结构透明陶瓷的方法，其特征在于，步骤(1)中所述磨球为高纯氧化铝磨球，所述磨球与原料粉体总质量比为1～3：1；所述有机溶剂为无水乙醇，所述有机溶剂与原料粉体总质量比为1：1～1.5；所述分散剂A为聚乙烯亚胺(PEI)溶液，所述分散剂A的加入量占原料粉体总质量的体积百分数为0.1～0.8％；所述烧结助剂为氧化镁和正硅酸乙酯，所述烧结助...
【专利技术属性】
技术研发人员：张乐，姚庆，陈浩，
申请(专利权)人：徐州市江苏师范大学激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。