铽铝石榴石(Tb₃Al₅O₁₂,TAG)在可见和近红外波段具有较高的光学透过率和较大的Verdet常数,其Verdet常数比目前商用的TGG单晶还要高30%⁵0%左右,因而被认为是用于法拉第隔离器的最理想的材料之一。但是由于TAG的非一致熔融特性,晶体制备十分困难,所以一直未获得实际应用。而陶瓷的制备可以避免非一致熔融过程,使得TAG介质的优良特性得以实现。和单晶相比,陶瓷还具有易于制备大尺寸、抗热震性好、断裂韧性高等方面的优势,这使得TAG磁光透明陶瓷具有很好的应用前景。目前关于TAG磁光透明陶瓷的制备多采用固相反应烧结工艺,这种方法对原料粉体具有较大的依赖性。针对这一问题,本论文以获得高光学质量的TAG磁光透明陶瓷为主要目标,通过多种工艺路线开展了关于TAG粉体及陶瓷的制备工作,对粉体和陶瓷的相关性能进行了系统研究。在这基础上,通过稀土离子掺杂对TAG陶瓷进行性能调控,以期获得更优的磁光性能。主要工作内容如下:1)以商业氧化物粉体为原料,采用固相反应法结合真空烧结技术制备TAG磁光透明陶瓷。研究发现,原料Tb₄O₇粉体存在团聚现象,烧结活性较低,当烧结温度达到1700℃时,才得到纯相TAG陶瓷。1700℃保温20h烧结得到的TAG陶瓷在710-1590 nm波段的光学透过率波段仅为50%左右;在632.8 nm处的Verdet常数为-179.4 rad·T^-1·m^-1。1725℃保温20h烧结的样品变为玻璃相,其光学透过率较高,在600-1500 nm波段超过了80%;在632.8 nm处的Verdet常数为-179.3 rad·T^-1·m^-1;在91W辐照功率下,其退偏比为2×10^-4,消光比为37 dB。2)以碳酸氢铵为沉淀剂,硝酸铽为原料,采用沉淀法合成了Tb₄O₇纳米粉体。研究了煅烧温度对粉体成分、物相和形貌的影响,结果表明:随着煅烧温度增加,粉体中水、碳酸盐等杂质含量逐渐减少,粉体颗粒平均粒径逐渐增大。煅烧后的粉体主相为Tb₄O₇相,但存在少量的Tb₂O₃相。1200℃煅烧时,粉体团聚加剧,不适合用于陶瓷烧结。研究了粉体煅烧温度对TAG陶瓷光学性能和显微结构的影响,结果表明,1000℃煅烧的Tb₄O₇粉体制备的TAG陶瓷的光学透过率最高,在500-1480 nm波段的透过率高于55%,样品平均晶粒尺寸为13.9μm。但是由于Tb₄O₇粉体中存在少量的Tb₂O₃相,造成配料时组分偏离化学计量比,Al过量形成Al₂O₃第二相残留在陶瓷样品中,限制了TAG陶瓷光学质量的提升。3)以碳酸氢铵为沉淀剂,硝酸铽和硝酸铝为原料,采用反滴共沉淀法合成了TAG纳米粉体。系统研究了煅烧温度以及R值(沉淀剂与金属离子的摩尔比,NH₄HCO₃/M³⁺)对粉体及陶瓷性能的影响,确定1100℃为最佳煅烧温度,R=4.0为最优R值。通过球磨后处理及添加TEOS作为烧结助剂对TAG粉体和陶瓷的性能进行进一步优化。动态光散射（DLS）测试结果表明:TAG粉体经球磨处理后团聚程度减弱且粒径分布变窄。添加0.5 wt%的TEOS作为烧结助剂后,TAG陶瓷的光学透过率有了较大提升,在500-1500 nm波段的透过率达到80%左右,在1064nm处的透过率为81.4%,接近TAG理论透过率值82.4%。测得其在632.8nm波长处的Verdet常数为-179.8 rad·T^-1·m^-1,可见,添加TEOS对TAG陶瓷的Verdet常数几乎没有影响。这是国际上首次报道通过湿化学法制备了高光学质量的TAG磁光透明陶瓷。4)研究了稀土离子掺杂(Ce³⁺、Pr³⁺、Ho³⁺)对TAG粉体和陶瓷性能的影响。结果表明,掺杂离子对粉体的物相和形貌影响不大。不同掺杂浓度的Ce:TAG和Pr:TAG陶瓷均表现出较高的光学透过率,同时其Verdet常数和TAG陶瓷相比都有所提升,其中2at%Ce:TAG陶瓷在632.8 nm处的Verdet常数为-196.2rad·T^-1·m^-1,比TAG陶瓷提高了9%。0.5at%Ho:TAG透明陶瓷表现出优异的光学性能,其在500-1500 nm波段（除吸收带以外）的透过率高于80%,在1064 nm处的透过率达到81.9%。该样品在632.8 nm处的Verdet常数为-183.1 rad·T^-1·m^-1,和TAG陶瓷相比略有提升。