一种具有高反射率氧化铝陶瓷聚光腔的制造方法与流程

本发明属于激光技术领域，涉及一种提高固体激光器用聚光腔反射率的方法，尤其涉及一种具有高反射率氧化铝陶瓷聚光腔的制造方法。

背景技术：

自世界上第一台红宝石激光器诞生以来，固体激光器的发展状况日新月异。由于应用深度及广度迅速地延伸，推动着激光技术的迅猛发展。聚光腔的作用是将泵浦灯辐射出的光最大限度地聚集到激光工作物质上，它是固体激光器中核心部件，聚光腔性能直接影响着激光器件输出效率以及激光质量。在很大程度上，聚光腔反射率决定着激光系统的总效率。聚光腔的作用除了为泵浦光源与工作物质之间提供良好耦合外，还决定着激光物质上泵浦光密度的分布，从而影响到输出光束的均匀性、发散度和光学畸变。陶瓷材料是一种新型聚光腔材料，由于它的漫反射与机械特性及良好的化学结构稳定性，使得其对激光工作物质的辐照光场更为均匀，可形成全截面的均匀泵浦。

技术实现要素：

本发明提出一种通过掺杂其它粉料改变氧化铝陶瓷的化学组成和微观结构，进而制备出具有高反射率陶瓷聚光腔的方法。力求制造一种反射率高，力学性能良好的氧化铝陶瓷。

为了实现上述目的，本发明所采用的具体技术方案为：

一种具有高反射率氧化铝陶瓷聚光腔的制造方法，其特征包括以下步骤：

(1)制造掺杂al2o3体系陶瓷聚光腔坯体a.将95～99.7％al2o3，0.3～5％mgo配料装入球磨罐中，采用球磨机球磨，球磨时间为30～240min，随后利用烘箱烘干至恒重，过筛；b.采用干压成型方法将掺杂粉料制成试片；c.将所述试片在950～1550℃，保温时间为30～240min烧成。

(2)制造掺杂al2o3体系陶瓷聚光腔坯体a.将95～99.7％al2o3，0.3～5％zro2配料装入球磨罐中，采用球磨机球磨，球磨时间为30～240min，随后利用烘箱烘干至恒重，过筛；b.采用干压成型方法将掺杂粉料制成试片；c.将所述试片在950～1550℃，保温时间为30～240min烧成。

(3)制造掺杂al2o3体系陶瓷聚光腔坯体a.将95～99.7％al2o3，0.3～5％sio2配料装入球磨罐中，采用球磨机球磨，球磨时间为30～240min，随后利用烘箱烘干至恒重，过筛；b.采用干压成型方法将掺杂粉料制成试片；c.将所述试片在950～1550℃，保温时间为30～240min烧成。

本发明采用上述方案，具有如下的技术效果：

按照本发明制作的陶瓷聚光腔在380～1100nm波长的反射率达到98.3～99.4％，并且具有稳定性好，绝缘性好，耐腐蚀，易清洁等特点，并且陶瓷聚光腔的力学性能也有一定提高。

附图说明

图1为本发明优选实施例的流程图；图2为陶瓷聚光腔的结构图。

具体实施方式

本发明旨在发明一种通过添加适量的添加剂.改进氧化铝配方，提高氧化铝陶瓷聚光腔的反射率和力学性能。实施例中，所用氧化铝粉料、氧化镁粉料、氧化锆粉料、氧化硅粉料均为工业粉料。

实施例1：

一种具有高反射率氧化铝陶瓷聚光腔的制造方法，包括以下步骤：

制造掺杂al2o3体系陶瓷聚光腔坯体a.将97％al2o3，3％mgo配料装入球磨罐中，采用球磨机球磨，球磨时间为180min，利用烘箱烘干至恒重，过筛；b.采用干压成型方法将掺杂粉料制成试片；c.将所述试片烧成，烧成温度为1250℃，保温时间为210min；d.将烧成试片用光谱仪附带积分球进行反射率测试。

实施例2：

一种具有高反射率氧化铝陶瓷聚光腔的制造方法，包括以下步骤：

制造掺杂al2o3体系陶瓷聚光腔坯体a.将98.5％al2o3，1.5％zro2配料装入球磨罐中，采用球磨机球磨，球磨时间为240min，利用烘箱烘干至恒重，过筛；b.采用干压成型方法将掺杂粉料制成试片；c.将所述试片烧成，烧成温度为1500℃，保温时间为180min；d.将烧成试片用光谱仪附带积分球进行反射率测试。

实施例3：

一种具有高反射率氧化铝陶瓷聚光腔的制造方法，包括以下步骤：

制造掺杂al2o3体系陶瓷聚光腔坯体a.将95％al2o3，5％sio2配料装入球磨罐中，采用球磨机球磨，球磨时间为180min，利用烘箱烘干至恒重，过筛；b.采用干压成型方法将掺杂粉料制成试片；c.将所述试片烧成，烧成温度为1350℃，保温时间为210min；d.将烧成试片用光谱仪附带积分球进行反射率测试。

技术特征：

1.一种具有高反射率氧化铝陶瓷聚光腔的制造方法，其特征包括如下步骤：

(1)制造掺杂al2o3体系陶瓷聚光腔坯体a.将95～99.7％al2o3，0.3～5％mgo配料装入球磨罐中，采用球磨机球磨，球磨时间为30～240min，随后利用烘箱烘干至恒重，过筛；b.采用干压成型方法将掺杂粉料制成试片；c.将所述试片在950～1550℃，保温时间为30～240min烧成。

(2)制造掺杂al2o3体系陶瓷聚光腔坯体a.将95～99.7％al2o3，0.3～5％zro2配料装入球磨罐中，采用球磨机球磨，球磨时间为30～240min，随后利用烘箱烘干至恒重，过筛；b.采用干压成型方法将掺杂粉料制成试片；c.将所述试片在950～1550℃，保温时间为30～240min烧成。

(3)制造掺杂al2o3体系陶瓷聚光腔坯体a.将95～99.7％al2o3，0.3～5％sio2配料装入球磨罐中，采用球磨机球磨，球磨时间为30～240min，随后利用烘箱烘干至恒重，过筛；b.采用干压成型方法将掺杂粉料制成试片；c.将所述试片在950～1550℃，保温时间为30～240min烧成。

2.根据权利要求1所述提高氧化铝陶瓷聚光腔反射率的方法，其特征是al2o3含量为95～99.7％，添加剂的比例为0.3～5％。

3.根据权利要求2所述提高氧化铝陶瓷聚光腔反射率的方法，其特征是球磨时间为30～240min。

4.根据权利要求3所述提高氧化铝陶瓷聚光腔反射率的方法，其特征是烧成温度为950～1550℃。

5.根据权利要求4所述提高氧化铝陶瓷聚光腔反射率的方法，其特征是保温时间为30～240min。

技术总结
本发明公开了一种具有高反射率氧化铝陶瓷聚光腔的制造方法，原料由氧化铝粉料和添加剂组成。其中氧化铝粉料占比为95～99.7％，添加剂占比为0.3～5％。所述添加剂为氧化镁、氧化锆、氧化硅。通过掺杂添加剂提高氧化铝陶瓷的反射率，所制坯体具有耐腐蚀，绝缘性好，稳定性好，易清洁等特点，并且陶瓷聚光腔的力学性能也有一定提高。

技术研发人员：郭飞;周彩楼;李计元
受保护的技术使用者：天津城建大学
技术研发日：2020.07.10
技术公布日：2020.10.13