稀土光功能陶瓷具有理化性质稳定、热导率高、抗激光辐照等优势,常用于固体激光器的激光增益介质和激光照明用荧光材料。2.0μm波段激光在生物医疗、有机材料加工、光电对抗、3⁵μm中红外激光泵浦源等领域都有广泛的应用。Tm:（Lu Sc）₂O₃混晶透明陶瓷可以被商用的808 nm半导体激光器（LD）泵浦,产生2.0μm的激光,成为国内外的研究热点。已报道的Tm:（Lu Sc）₂O₃透明陶瓷主要是采用固相反应法制备,激光效率偏低。固相法制得的陶瓷粉体形貌难以控制,烧结活性低,需要大量的烧结助剂以促进陶瓷的致密化,此外固相反应需要长时间的高速球磨,将不可避免的引入球磨杂质,烧结助剂和球磨杂质将在陶瓷中引入大量的缺陷,严重影响透明陶瓷的激光性能。所以我们采用化学共沉淀法制备Tm:(Lu_0.8Sc_0.2)₂O₃透明陶瓷,但在粉体的制备过程中,粉体的相纯度、形状、均匀性、分散性难以控制,制备工艺对粉体形貌的影响规律还不明确。坯体的成型方式决定了坯体内部的微观结构,高密度的均匀坯体可以促进陶瓷的致密化,降低陶瓷的烧结温度,避免晶粒的异常长大,但纳米粉体的颗粒尺寸小,且纳米粉体流动性差有自发团簇的趋势,通过常用的干压法难以获得高致密高均匀的陶瓷坯体。稀土光功能陶瓷的另一个重要应用是激光照明用荧光转化材料。激光照明具有高亮度、高功率激发密度、体积小、高能效的优势,以半导体LD为基础的白光激光照明有望成为新一代的绿色照明光源。通过蓝光LD激发远程荧光体的方法得到白光,具有成本低、结构简单等优势,是当前激光照明采用的主流技术。荧光体是该技术的核心器件,其主要作用是将蓝色激光转换成白光,其性能直接决定了激光照明的效率、显色指数、寿命以及光斑均匀性。现有的无机远程荧光体的制备过程都需要高温处理,而高温会导致最常用的红色氮化物荧光粉的降解和荧光性能的衰退,所以现有的无机远程荧光体的光谱中普遍缺乏红光成分,导致激光照明的显色指数偏低（⁶0）,不能满足激光照明的需求。我们系统研究了粉体滴定方式、沉淀剂类型、反应温度、盐溶液浓度、（NH₄）₂SO₄的含量、乙醇分散剂、前驱体焙烧温度对粉体形貌的影响,获得了纯相、均匀、高分散性、高烧结活性的纳米陶瓷粉体。通过选择正向滴定法,获得Lu³⁺、Sc³⁺元素均匀分布的前驱体,便于低温获得纯相粉体;通过选择碳酸氢氨作为沉淀剂,反应体系温度保持在室温,获得球形颗粒状的前驱体;通过进一步优化盐溶液的浓度,并创新地在沉淀液中引入乙醇作为分散剂和溶剂,发现添加乙醇溶剂可以防止非架桥羟基与颗粒表面以氢键相连,同时具有一定位阻效应,实现抑制前驱体的团聚,起到良好分散作用。通过优化后醇水共溶的共沉淀法,在焙烧后获得纯相、高分散的球形纳米粉体,颗粒粒径分布在25⁵00 nm,平均粒径是90 nm。通过优化凝胶注模用陶瓷浆料的制备工艺,获得高密度（相对密度是52%）、内部均匀、高烧活性的陶瓷坯体。通过优化烧结助剂的含量,在烧结后制备出高质量的Tm:(Lu_0.8Sc_0.2)₂O₃透明陶瓷,陶瓷的相对密度达99.96%,内部几乎没有气孔,晶粒尺寸均匀分布在2⁵μm,平均粒径是3.2μm,陶瓷在2090 nm处的透过率为80.3%。利用制备出的透明陶瓷作为激光增益介质,在796 nm的半导体LD泵浦下,在2090 nm处实现1.88 W的激光输出,斜率是24.6%。本论文创新地利用SiO₂溶胶作为无机粘结剂,在高热导率的蓝宝石衬底上,低温制备出可用于激光照明的荧光陶瓷膜。以绿色Lu AG:Ce（Lu AG）荧光粉和Ca Al Si N3:Eu（CASN）红色荧光粉为原料,制备出高显色的Lu AG/CASN复合荧光陶瓷膜,荧光陶瓷膜的发射光谱的半高宽180 nm,光谱中绿光、黄光、红光成分均衡分布。荧光陶瓷膜可以承受高功率密度的蓝光LD辐照（12.9W/mm2）,具有良好的热稳定性（200℃时荧光强度是室温下的89.1%）。将荧光陶瓷膜用于激光照明,产生511 lm的白光,光效是152 lm/W,光源的显色指数提高到85,色温是4277 K。这种荧光陶瓷膜制备方法简单、热稳定好、荧光效率高,可用于实现高显色激光照明。