为了制造透光性多晶材料，制备使包含添加有稀土类元素的光学各向异性的单晶颗粒的原料粉末悬浮在溶液中而制成的悬浮液（浆料１）。通过在磁场空间中进行注浆成形而由悬浮液获得成形体。此时，在以使单晶颗粒发挥规定的磁各向异性的方式进行温度控制的同时，根据单晶颗粒的易磁化轴方向来选择并施加静磁场和旋转磁场之一。对成形体进行烧成，获得具有控制了晶体取向的多晶结构的透光性多晶材料。在所述烧成工序中，在１６００～１９００Ｋ的温度下对成形体实施初次烧结后，在１６００～１９００Ｋ的温度下对初次烧结体进行热等静压烧结（ＨＩＰ处理）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。本专利技术的透光性多晶材料能够适当地用作例如激光装置、光学测量和光通信元件等所使用的光学材料。
技术介绍
近年来，使用多晶材料作为激光介质的陶瓷激光器正受到关注。陶瓷激光器中的激光介质例如可以通过将原料粉末模压成形为规定形状后进行真空烧成来制造(参照例如专利文献1、非专利文献1)。这种陶瓷激光器中的激光介质使用光学各向同性的材料。作为光学各向同性材料，主要使用晶体结构为立方晶系的YAG多晶体。作为这种光学各向同性材料的立方晶系的YAG多晶体在所有方向上显示出相同的折射率。因此，与YAG单晶体同样地，作为激光介质有效地发挥作用。另夕卜，除了 YAG以外，也可以将IO3或Sc2O3等立方晶系的多晶体用作激光介质。如上所述，作为现有的陶瓷激光器中的激光介质，专门地针对立方晶系的多晶体进行了研究开发和实用化。这是因为，多晶体由大量的微小的单晶颗粒构成，即使对折射率具有晶体取向依赖性的光学各向异性的单结晶颗粒进行通常的成形、烧结，也只能形成不适合用作激光介质的光散射大的多晶体。另一方面，由于磷灰石类结晶(FAP、SFAP、SVAP等)和钒酸盐类结晶(YVO4等)等能够提高固体激光器的振荡效率，因而在作为增益介质方面是有益的。但是，磷灰石类结晶属于六方晶系，而钒酸盐类结晶属于正方晶系。也就是说，磷灰石类结晶和钒酸盐类结晶化乂04等)等是光学各向异性材料。因此，尽管这些光学各向异性材料在作为增益介质方面极为有益，但当用作激光介质时，必然会选择单晶材料。可是，单晶材料一般是通过单晶提拉(CZ，Czochralski)法等的单晶生长法来制造的，但由于这种单晶生长法不但在能够制备的试料的尺寸和形状上有严格的限制，而且生长需要时间，因而在工艺上也存在问题。与此相对，如果能够利用作为多晶材料的制造方法的烧结法来进行各向异性介质的制备，则不仅成为为了实现高强度激光器所必需的，而且还会使得无法用单晶制备的大型钒酸盐介质或大型磷灰石介质的制备变得比较容易等，从而在激光器技术的更进一步发展方面做出较大的贡献。专利文献1 日本特开平5-23M62号公报非专利文献 1 :Annu. Rev. Mater. Res. 2006. 36 :397-429, "Progress in Ceramic Lasers，，，Akio Ikesue, Yan Lin Aung, Takunori Taira, Tomosumi Kamimura, Kunio Yoshida and Gary L. Messing
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种包含通过对光学各向异性的单晶颗粒进行成形、烧成而获得并具有透光性的多晶体的透光性多晶材料。解决问题的手段(1)本专利技术的透光性多晶材料的特征在于，其包含通过对含有稀土类元素的光学各向异性的多个单晶颗粒进行成形、烧成而获得的透光性多晶体，并具有各个所述单晶颗粒的结晶取向在一个方向上排列的多晶结构。(2)在本专利技术的透光性多晶材料中，优选地，所述单晶颗粒包含磷灰石类化合物或者钒酸盐类化合物。(3)在本专利技术的透光性多晶材料中，优选地，所述磷灰石类化合物为由化学式 α5(β04)3Υ2(αΡ或:0Η或F)表示的氟磷灰石、羟基磷灰石或者钒磷灰石。(4)在本专利技术的透光性多晶材料中，优选地，所述钒酸盐类化合物为选自由化学式 YVO4表示的正钒酸钇、由化学式GdVO4表示的正钒酸钆以及由化学式LuVO4表示的正钒酸镥中的一种。(5)在本专利技术的透光性多晶材料中，优选地，所述稀土类元素为选自铈(Ce)、镨 (ft·)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铽(Tb)JS (Dy)Jjc (Ho)、铒(Er)、铥(Tm)以及镱( )中的至少一种。(6)本专利技术的透光性多晶材料优选地用作光学材料。(7)本专利技术的透光性多晶材料的制造方法的特征在于，包括准备工序，通过使包含添加有稀土类元素的光学各向异性的单晶颗粒的原料粉末分散于溶液中来制备悬浮液； 成形工序，通过在磁场空间中进行注浆成形，由所述悬浮液获得成形体；烧成工序，通过对所述成形体进行烧成，获得包含具有控制了结晶取向的多晶结构的透光性多晶体的透光性多晶材料，其中，在所述成形工序中，以使所述单晶颗粒发挥规定的磁各向异性的方式进行温度控制，并根据所述单晶颗粒的易磁化轴方向来选择并施加静磁场和旋转磁场之一；在所述烧成工序中，按照在1600 1900K的温度下对所述成形体进行初次烧结而获得初次烧结体的初次烧结工序和在1600 1900K的温度下对所述初次烧结体进行热等静压烧结的二次烧结工序的顺序实施。更优选地，初次烧结工序中的加热温度为1700 1900K，二次烧结工序中的加热温度为1700 1900K。(8)在本专利技术的透光性多晶材料的制造方法中，优选地，所述单晶颗粒包含磷灰石类化合物或钒酸盐类化合物。在本专利技术的透光性多晶材料的制造方法中，优选地，所述稀土类元素为选自铈 (Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)以及镱 (Yb)中的至少一种。(9)在本专利技术的透光性多晶材料的制造方法中，优选地，在所述成形工序中，在所述单晶颗粒中的易磁化轴为c轴的情况下施加静磁场。(10)在本专利技术的透光性多晶材料的制造方法中，优选地，在所述成形工序中，在所述单晶颗粒中的易磁化轴为a轴的情况下施加与旋转轴垂直方向的旋转磁场。(11)在本专利技术的透光性多晶材料的制造方法中，优选地，在所述单晶颗粒包含磷灰石类化合物并且所述稀土类元素为选自铈(Ce)、镨(ft·)、钕(Nd)、铽(Tb)、镝(Dy)以及钬(Ho)中的至少一种的情况下，或者，在所述单晶颗粒包含钒酸盐类化合物并且所述稀土类元素为选自钷(Pm)、钐(Sm)、铒(Er)、铥(Tm)以及镱( )中的至少一种的情况下，在所述成形工序中施加静磁场。(12)在本专利技术的透光性多晶材料的制造方法中，优选地，在所述单晶颗粒包含磷灰石类化合物并且所述稀土类元素为选自钷(Pm)、钐(Sm)、铒(Er)、铥(Tm)以及镱( )中的至少一种的情况下，或者，在所述单晶颗粒包含钒酸盐类化合物并且所述稀土类元素为选自铈(Ce)、镨(Pr)M (Nd)、铽(Tb)Jg (Dy)以及钬(Ho)中的至少一种的情况下，在所述成形工序中施加旋转磁场。(13)在本专利技术的透光性多晶材料的制造方法中，优选地，所述磷灰石类化合物为由化学式α5(β04)3γ2(αΡ或V ； γ :0Η或F)表示的氟磷灰石、羟基磷灰石或钒磷灰石。(14)在本专利技术的透光性多晶材料的制造方法中，优选地，所述钒酸盐类化合物为选自由化学式YVO4表示的正钒酸钇、由化学式GdVO4表示的正钒酸钆以及由化学式1^^04表示的正钒酸镥中的一种。(15)在本专利技术的透光性多晶材料的制造方法中，优选地，在所述成形工序中施加的磁场强度为IT以上，并且在所述成形工序中，以使所述单晶颗粒的晶体温度为300Κ以下的方式进行温度控制。专利技术效果本专利技术的透光性多晶材料包含通过对光学各向异性的单晶颗粒进行成形、烧成而获得的多晶体，并且构成这种多晶结构的各个单晶颗粒的结晶方向在一个方向上排列。因此，如果利用这种透光性多晶材料本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种透光性多晶材料，其特征在于，所述透光性多晶材料包括对含有稀土类元素的光学各向异性的多个单晶颗粒进行成形、烧结而获得的透光性多晶体，并具有各个所述单晶颗粒的晶体取向在一个方向上排列的多晶结构。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：平等拓范，
申请(专利权)人：株式会社根本研究所，
类型：发明
国别省市：JP
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