一种透明陶瓷光纤的制备方法技术

一种透明陶瓷光纤的制备方法，该方法包括如下步骤：将分散剂、有机单体、交联剂加入到去离子水中配成预混液；向预混液中加入陶瓷粉体，球磨配成水基料体；过滤，向料体中依次加入单壁碳纳米管、粘结剂、增塑剂和表面活性剂，搅拌混合均匀；抽真空搅拌除气后加入引发剂，搅拌混合均匀；通过挤出孔挤出连续陶瓷光纤湿坯，将光纤湿坯干燥后进行煅烧排胶，随炉降至室温；真空烧结后随炉降至室温，再在空气气氛下退火得到透明陶瓷光纤初品；采用轨道角动量为‑5～+5的飞秒激光涡旋光束对透明陶瓷光纤初品表面和端面进行抛光处理，得到陶瓷光纤成品。该方法能制备出连续性长纤维，可提高光纤的均匀性、致密性和力学性能，实现精细结构大面积的加工。

【技术实现步骤摘要】
一种透明陶瓷光纤的制备方法
本专利技术涉及透明陶瓷制备
，具体涉及一种透明陶瓷光纤的制备方法。
技术介绍
光纤激光器相比其他激光器具有更小、更轻、功率更高的优势，以光纤作为增益介质有利于开发更健全和更可靠的激光光学系统。目前，较成熟的光纤增益介质为石英玻璃光纤，在宽频带范围内可以实现高功率，但二氧化硅的低热导率会导致光纤在高功率下工作时产生较高的热梯度，从而导致机械应力变差和热透镜效应的产生，最终降低光束质量。加长光纤长度可以改善这些问题，但在单模模式下工作时，又会产生受激拉曼散射(SRS)和受激布里渊散射(SBS)等问题。因此，传统石英光纤很难满足未来对于激光功率的需求。单晶光纤作为块状晶体与传统光纤的结合体，兼具了晶体优异的物理化学性质和传统光纤热管理的优势。目前，单晶光纤的主要制备方法是激光加热基座生长法、微下拉法和导模法，但以上均基于单晶熔融状态，制备温度在熔点以上，具有生产工艺复杂、使用设备要求高、能耗大、成本高等问题，极大的限制了光纤的大规模生产，且添加的一些掺杂元素，在区域细化过程中如果分布不均匀也会导致最终成品不透本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透明陶瓷光纤的制备方法，其特征在于，采用挤出成型法，该方法包括如下步骤：/n(1)将分散剂、有机单体、交联剂加入到去离子水中混合配制成预混液；/n(2)向预混液中分多次加入陶瓷粉体，球磨，配成固含量为70～90wt％的水基料体；/n(3)过滤水基料体后，向料体中依次加入纯度为95％的单壁碳纳米管、粘结剂、增塑剂和表面活性剂，搅拌混合均匀得到浆料；/n(4)将步骤(3)得到的浆料抽真空搅拌除气，然后加入引发剂，搅拌混合均匀；/n(5)将步骤(4)得到的浆料通过直径为0.01～5mm的挤出孔挤出连续陶瓷光纤湿坯，将光纤湿坯干燥后进行煅烧排胶，煅烧后随炉降至室温；/n(6)排胶后的陶瓷光纤素...

【技术特征摘要】
1.一种透明陶瓷光纤的制备方法，其特征在于，采用挤出成型法，该方法包括如下步骤：
(1)将分散剂、有机单体、交联剂加入到去离子水中混合配制成预混液；
(2)向预混液中分多次加入陶瓷粉体，球磨，配成固含量为70～90wt％的水基料体；
(3)过滤水基料体后，向料体中依次加入纯度为95％的单壁碳纳米管、粘结剂、增塑剂和表面活性剂，搅拌混合均匀得到浆料；
(4)将步骤(3)得到的浆料抽真空搅拌除气，然后加入引发剂，搅拌混合均匀；
(5)将步骤(4)得到的浆料通过直径为0.01～5mm的挤出孔挤出连续陶瓷光纤湿坯，将光纤湿坯干燥后进行煅烧排胶，煅烧后随炉降至室温；
(6)排胶后的陶瓷光纤素坯真空烧结后随炉降至室温，再在空气气氛下退火得到透明陶瓷光纤初品；
(7)采用轨道角动量为-5～+5的飞秒激光涡旋光束对透明陶瓷光纤初品表面和端面进行抛光处理，得到陶瓷光纤成品。


2.根据权利要求1所述的一种透明陶瓷光纤的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，分散剂为柠檬酸铵或聚丙烯酸；有机单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸中的一种，交联剂为N，N’-亚甲基双丙烯酰胺或硫代乙酰胺。


3.根据权利要求2所述的一种透明陶瓷光纤的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，分散剂含量为陶瓷粉体的1～5wt％，有机单体与交联剂的质量比为(10～20)：1，有机单体与交联剂的总含量为陶瓷粉体的2～3wt％。


4.根据权利要求1或2所述的一种透明陶瓷光纤的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，陶瓷粉体基质为MgAl2O4、MgO、AlON、Al2O3、MgF2、CaF2、Gd2O3、YAG中的一种；陶瓷粉体平均分四次加入...

【专利技术属性】
技术研发人员：张乐，刘明源，祝吕，姚庆，郗晓倩，邵岑，康健，周天元，陈浩，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32