超细粉体制备Nd∶Y2O3透明陶瓷

采用碳酸氢铵为沉淀剂合成了碱式碳酸钇沉淀前驱体,研究了的前躯体的煅烧工艺对氧化钇粉体性能及烧结氧化钇陶瓷组织、致密化行为以及透光率的影响。在1000℃煅烧6 h获得的超细粉体,经过在氢气介质中1750℃保温3 h烧结后,获得组织均匀,无残余气孔,透光率高的氧化钇陶瓷。

氨水共沉淀法制备Nd∶Y_2O_3透明陶瓷纳米粉体

以Y2O3粗粉、Nd2O3、硝酸和氨水为原料,通过共沉淀法制备了Nd∶Y2O3透明陶瓷纳米粉体,利用热重/差热分析(TG/DTA)、红外光谱(FTIR)、粉末X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)以及能谱分析(EDS)等方法对合成的Nd∶Y2O3纳米粉体进行了表征。结果表明,在前驱物中添加适量SO42-离子能减轻煅烧得到的Nd∶Y2O3纳米粉体粒子的团聚,使Nd∶Y2O3纳米粒子的粒度均匀并呈球形分布。在600～1000℃煅烧3 h所得粉体粒子的粒径在20～40 nm之间,具有较好的分散性。

碳酸盐沉淀法合成Nd^(3+):Y_2O_3激光陶瓷纳米粉体

以Y2O3粗粉、Nd2O3、硝酸和NH4HCO3为原料,通过共沉淀法制备了Nd3+:Y2O3透明激光陶瓷纳米粉体,并采用TG/DTA、XRD、FTIR、TEM以及EDS等测试方法对粉体性能进行了表征。结果表明,在先驱物中添加适量SO42-离子能减轻煅烧得到的Nd3+:Y2O3粉体的团聚,使粉体粒度均匀并呈球形分布。在1100℃煅烧4h所得粉体粒度均匀,粒径在50～70nm之间,具有较好的分散性,适合作为制备透明激光陶瓷的粉体材料。

共沉淀法制备Nd^(3+)∶Y_2O_3透明陶瓷

以Y2O3为基质材料,掺杂不同含量的Nd3+,添加PEG和(NH4)2SO4为分散剂,采用共沉淀法制备出性能良好的Nd3+∶Y2O3纳米粉。对前驱体和不同温度下煅烧后的粉体进行差热热重、X射线衍射、比表面积和透射电镜等分析。结果表明,前驱体产物为Y2(OH)5(NO3).nH2O时,Nd3+完全固溶于Y2O3的立方晶格中,Nd3+∶Y2O3粉体大小均匀,近似球形。随着煅烧温度的升高,颗粒逐渐长大,900℃煅烧2h后颗粒尺寸约为40～60nm;粉体在1700℃和真空度为1×10-3Pa条件下烧结6h得到的Nd3+∶Y2O3透明陶瓷的透光率接近78%。

合成高活性Y_2O_3和Al_2O_3超细粉及Nd:YAG透明陶瓷

分别以Y(NO3)3和氨水、NH4Al(SO4)2.12H2O和碳酸氢铵为原料,采用化学沉淀法与碳酸铝铵分解法合成了高活性、平均粒径分别为39 nm和95 nm的Y2O3和Al2O3超细粉体.以Y2O3,Al2O3超细粉和商用Nd2O3粉体为原料,采用固相反应法,经1 700℃真空烧结15 h,制备了Nd:YAG透明陶瓷.含x(Nd)=1%的YAG陶瓷在可见光区最大透光率约为53%.对YAG陶瓷的烧结过程和显微组织研究表明,Nd的引入明显地促进了陶瓷的烧结,同时晶粒得到细化.

Y_2O_3∶Nd透明陶瓷的制备

以氧化钇、氧化钕和碳酸氢铵为原料,制备出了前驱物经煅烧后颗粒尺寸为40～60nm的Y2O3∶Nd纳米粉体。该粉体先模压成型、再经冷等静压成型,通过真空烧结和热等静压成功制备出红外平均透过率达72%的Y2O3∶Nd透明陶瓷。

工艺参数对Nd∶YAG烧结致密化的影响

以高纯Y2O3、Al2O3和Nd2O3粉体为原料,少量纳米SiO2为烧结助剂,采用真空烧结方法制备致密的Nd∶Y3Al5O12(Nd∶YAG)陶瓷,并研究球磨处理原料粉体、Y2O3原料颗粒度和烧结气氛对Nd∶YAG烧结致密化的影响。结果表明,机械合金化氧化物混合粉体,可明显细化氧化物颗粒,促进Nd∶YAG的烧结。在1600℃保温8 h,对球磨20 h的粉体压坯真空烧结得到的Nd∶YAG块体相对密度达99%,晶粒大小约为10μm;采用纳米Y2O3粉体作真空烧结原料,可提高烧结活性,获得细晶和高致密度的Nd∶YAG陶瓷,对混合粉体球磨20 h压坯烧结可得到晶粒大小为2μm、相对密度为98.5%的Nd∶YAG块体;在氩气保护下常压烧结,得到的Nd∶YAG块体组织难以辨认,而且残留许多孔隙。

Nd：YAG透明陶瓷的研究

采用固相反应法制备了Nd:YAG透明陶瓷,并通过碳铵沉淀法处理Y2O3商业原料,进一步提高了Nd:YAG透明陶瓷的透明度.结果表明:采用高纯的商业原料,通过固相法制备获得的透明陶瓷,在1 064 nm处光线直线透过率可达到74%左右;通过碳铵共沉淀法改良商业Y2O3粉体原料的性能,透明陶瓷的透过率可进一步提升,在1 064 nm处光线直线透过率高达78%.