一种采用钇/助剂/铝三重核壳结构粉体制备YAG透明陶瓷的方法与流程

文档序号:20598320发布日期:2020-05-01 21:24阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种采用钇/助剂/铝三重核壳结构粉体制备yag透明陶瓷的方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)按照化学式y3al5o12分别称量氧化钇粉体和氧化铝粉体,将氧化铝溶解于硝酸中形成al(no3)3溶液并稀释至0.03-0.24mol/l,再向其中加入分散剂硫酸铵,硫酸铵添加量为铝离子摩尔总量的2-8%,得到母液;按照摩尔比1:1.4-3配制氨水和碳酸氢铵混合溶液作为沉淀剂,其中氨水的质量分数为25-28%,碳酸氢铵的摩尔浓度为0.5-1.5mol/l;

(2)采用蠕动泵以1-10ml/min的速率将母液经胶头滴管滴定至氨水和碳酸氢铵混合沉淀剂溶液中,同时搅拌混匀,以溶液的ph值为4.5-7.5作为滴定终点;滴定结束后继续搅拌3-15小时,随后静置陈化8-24小时,使铝前驱体沉淀;

(3)将烧结助剂溶解于硝酸中并稀释至0.02-0.13mol/l,采用蠕动泵分别以1-4ml/min、3-8ml/min的速率同时将烧结助剂的硝酸溶液、混合沉淀剂溶液滴定至步骤(2)得到的含铝前驱体的溶液中,搅拌混匀,滴定终点与步骤(2)保持一致;滴定结束后继续搅拌3-15小时,随后静置陈化8-24小时,使助剂前驱体沉淀,并包覆在铝前驱体表面上形成助剂/铝核壳结构;

(4)将y2o3粉体溶解于硝酸中形成y(no3)3溶液并稀释至0.1-0.3mol/l,采用蠕动泵分别以1-4ml/min、3-8ml/min的速率同时将y(no3)3溶液、混合沉淀剂溶液滴定至步骤(3)得到的含助剂/铝核壳结构前驱体的溶液中,搅拌混匀,滴定终点与步骤(2)保持一致;滴定结束后继续搅拌3-15小时,随后静置陈化2-80小时,得到含有钇/助剂/铝三重核壳结构前驱体的溶液;

(5)过滤,依次采用去离子水、无水乙醇冲洗沉淀物,干燥,将干燥后的钇/助剂/铝三重核壳结构前驱体粉体过150-300目筛1-5遍,随后置于马弗炉中以600-800℃空气气氛下煅烧3-6h,煅烧后的粉体再过150-300目筛1-4遍,随后置于马弗炉中以1000-1250℃空气气氛煅烧3-6h,得到yag陶瓷粉体;

(6)将所得yag陶瓷粉体干压成型后再进行冷等静压成型,将陶瓷素坯置于真空烧结炉中烧结,将烧结后的陶瓷在空气气氛下退火,再将退火后的陶瓷双面抛光至厚度为1-5mm,即得。

2.根据权利要求1所述的一种采用钇/助剂/铝三重核壳结构粉体制备yag透明陶瓷的方法,其特征在于,步骤(3)中,所述烧结助剂为mgo、cao、mgf2、caf2的一种或多种,其总添加量为氧化钇粉体和氧化铝粉体质量总和的0.02-0.80wt.%。

3.根据权利要求1所述的一种采用钇/助剂/铝三重核壳结构粉体制备yag透明陶瓷的方法,其特征在于,步骤(6)中,冷等静压的压力100-250mpa,保压时间为600s。

4.根据权利要求1所述的一种采用钇/助剂/铝三重核壳结构粉体制备yag透明陶瓷的方法,其特征在于,步骤(6)中,烧结温度1550-1700℃,保温2-50h,烧结真空度高于10-3pa,升温速率为1-10℃/分钟,降温速率为2-50℃/分钟。

5.根据权利要求1所述的一种采用钇/助剂/铝三重核壳结构粉体制备yag透明陶瓷的方法,其特征在于,步骤(6)中,退火温度1000-1500℃,退火时间10-80h。


技术总结
本发明公开了一种采用钇/助剂/铝三重核壳结构粉体制备YAG透明陶瓷的方法,具体步骤是:先采用共沉淀法制备铝前驱体,再采用共沉淀法在铝前驱体表面包覆烧结助剂,形成助剂/铝核壳结构,再采用共沉淀法在助剂/铝核壳结构表面包覆钇前驱体,得到含有钇/助剂/铝三重核壳结构前驱体溶液,经干燥、过筛、煅烧后得到陶瓷粉体,再经过压制成型,真空烧结,退火,抛光处理,得到YAG透明陶瓷。本发明制备的YAG透明陶瓷致密化程度高,无晶间相存在,其在1064nm处的透过率达到83.2%‑84.6%,陶瓷具有较好的光学质量。

技术研发人员:张乐;李涛;周天元;康健;邵岑;黄国灿;李明;李延彬;陈浩
受保护的技术使用者:江苏师范大学
技术研发日:2019.12.30
技术公布日:2020.05.01
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