YF_(3)和PrF_(3)共掺杂SrF_(2)陶瓷的显微结构与光谱特性

采用化学沉淀法合成了SrF_(2)粉末原料,真空热压烧结制备了不同YF_(3)掺杂量的Pr,Y:SrF_(2)透明陶瓷,研究了缓冲离子(Y^(3+))对Pr:SrF_(2)透明陶瓷透过率、显微结构及光谱特性的影响。结果表明,陶瓷样品具有较高的光学质量,YF_(3)掺杂量为5.0%(质量分数)的Pr,Y:SrF_(2)陶瓷具有最高的透过率,其400 nm和1 200 nm波长处的透过率分别为90.1%和89.4%。高掺杂量下,Y^(3+)能够显著的促进陶瓷晶粒的生长,当YF_(3)掺杂量为10.0%时,陶瓷的晶粒尺寸超过200μm。此外,Y^(3+)缓冲离子可以有效提高透明陶瓷的吸收能力,并通过改变陶瓷基体内Pr^(3+)的团簇及局域配位结构,调控Pr,Y:SrF_(2)透明陶瓷的光谱特性。

Y^(3+)∶CaF_(2)透明陶瓷的制备及其显微结构研究

采用化学沉淀法合成Y^(3+)∶CaF_(2)粉体,用真空热压烧结技术制备透明陶瓷。通过XRD、SEM与TEM分析粉体特性,并研究Y^(3+)∶CaF_(2)透明陶瓷显微结构与透过率的关系。结果表明,Y^(3+)∶CaF_(2)粉体为立方萤石相晶体结构。随Y^(3+)掺杂量的增加,粉体的平均粒径尺寸逐渐减小,晶胞参数由5.4521增大到5.4655;在900℃下烧结3 h得到的5%Y^(3+)掺杂的CaF_(2)陶瓷透过率最高,样品在500和1500 nm处的透过率分别为73.1%和86.4%。改变Y^(3+)掺杂量与烧结温度均可调控陶瓷的显微结构。晶粒生长速率低,气孔不易排出,速率过高,气孔易被包裹在晶粒内部,两种情况均会降低陶瓷的透过率。本研究工作为制备高品质复合结构CaF_(2)透明陶瓷提供了参考。