一种稀土渐变掺杂透明陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种稀土渐变掺杂透明陶瓷及其制备方法。所述制备方法包括：分别制备未稀土掺杂陶瓷浆料与稀土掺杂陶瓷浆料；将两种陶瓷浆料分别加入到直接墨水书写打印机混料装置的两个供料针筒中，结合在线混合技术与进料控制程序，设置并控制两种浆料进料速率以及混料腔中的混料轴转速，使两种浆料在混料腔中混合均匀，混合后的浆料从出料口挤出，进料程序与混料程序相结合实现挤出浆料中稀土离子组分的连续变化；通过直接墨水书写3D打印工艺得到稀土渐变掺杂透明陶瓷素坯；将稀土渐变掺杂透明陶瓷素坯进行排胶、真空烧结、热等静压烧结、退火和抛光处理，得到稀土渐变掺杂透明陶瓷。瓷。瓷。

【技术实现步骤摘要】
一种稀土渐变掺杂透明陶瓷及其制备方法


[0001]本专利技术属于陶瓷制备
，具体涉及一种稀土渐变掺杂透明陶瓷及其制备方法。

技术介绍

[0002]固态激光器具有结构紧凑、输出功率大和使用方便等优点，在工业生产、军事武器和科学研究中得到了广泛的应用。作为激光器重要组成部分部分，激光增益介质材料在很大程度上决定了激光器的性能，传统的激光增益介质材料为激光玻璃或激光单晶。相对于单晶和玻璃，透明陶瓷的优势主要在于：(1)分凝系数对透明陶瓷的制约较单晶小，容易实现高浓度和均匀的掺杂；(2)透明陶瓷更易于实现大尺寸和复杂形状的制备；(3)透明陶瓷更容易实现多层复合结构设计和多功能化。
[0003]无论是用于激光武器还是科学研究，更高的激光功率、激光效率和光束质量是激光器进一步发展的主要目标，制约高功率激光器进一步发展的最大问题是热学问题。激光增益介质在工作过程中的热效应包括热聚焦、应力感生双轴聚焦和应力感生双折射。这些热效应严重影响输出光束的光束质量，限制了激光器的功率。在高平均功率泵浦下，这些热效应甚至会导致增益介质出现破裂。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稀土渐变掺杂透明陶瓷的制备方法，其特征在于，包括：(1)分别制备未稀土掺杂陶瓷浆料与稀土掺杂陶瓷浆料；(2)将两种陶瓷浆料分别加入到直接墨水书写打印机混料装置的两个供料针筒中并排除浆料内的空气；所述混料装置包括外周中部对称设置有两个进料口且下部设置有出料口的混料腔；将浆料除气后的针筒出口分别与所述混料腔的两个进料口密封连接，针筒进口一端放置活塞，通过所述活塞以及位于针筒轴心且与所述轴心互相平行的注射泵配合使用以控制陶瓷浆料进入混料腔的速率；结合在线混合技术与进料控制程序，设置并控制两种浆料进料速率以及混料腔中的混料轴转速，使两种浆料在混料腔中混合均匀；混合后的浆料从所述出料口挤出，进料程序与混料程序相结合实现挤出浆料中稀土离子组分的连续变化；通过直接墨水书写3D打印工艺得到稀土渐变掺杂透明陶瓷素坯；(3)将所述稀土渐变掺杂透明陶瓷素坯进行排胶、真空烧结、热等静压烧结、退火和抛光处理，得到所述稀土渐变掺杂透明陶瓷。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述未稀土掺杂陶瓷浆料与稀土掺杂陶瓷浆料的制备工艺为：根据未稀土掺杂陶瓷与稀土掺杂陶瓷的化学组成计量比分别称取原料粉体，加入溶剂、分散剂进行混合，得到固含量均为48～52vol％的浆料混合物；然后加入增稠剂，得到所述未稀土掺杂陶瓷浆料与稀土掺杂陶瓷浆料。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述未稀土掺杂陶瓷为钇铝石榴石Y3Al5O
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陶瓷，所述Y3Al5O
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陶瓷的原料粉体为Al2O3和Y2O3；所述稀土掺杂陶瓷为稀土掺杂钇铝石榴石Y3Al5O
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陶瓷，所述稀土掺杂Y3Al5O
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陶瓷的原料粉体为稀土氧化物、Al2O3和Y2O3；优选地...

【专利技术属性】
技术研发人员：章健，吉浩浩，汪德文，王士维，毛小建，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：