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随着激光技术的不断发展,激光器在工业、医疗和军事等方面发挥越来越重要的作用。而它常用的固体激光工作物质掺钕钇铝石榴石晶体(Nd∶YAG晶体)的本身内在属性,限制了其在大功率等方面的发展。近年来,国外在使用Nd∶YAG多晶透明陶瓷代替Nd∶YAG单晶作为激光器工作物质的方面取得了重大的突破,制造出了性能稳定且高功率的固体激光器,这引起了各国军方的高度重视。要制备高品质的Nd∶YAG透明陶瓷,首先是要制备出纯相、分散性好、粒径较小(<100nm)及颗粒均匀的纳米粉体。 本论文采用反向滴定共沉淀法以商业Y2O3(99.99%)、Nd2O3(99.999%)、Al(NO3)3·9H2O(99.0%)等低价粉体为原料,乙醇为分散剂,以30ml/min的速率滴定,制备出Nd∶YAG陶瓷粉体材料。对制备的粉体进行DSC-TG热重差热分析、XRD及FTIR表征。将粉体进行压片后真空烧结,得到透明陶瓷。结果表明:通过共沉淀法制备的Nd∶YAG粉体,在900℃附近就已合成Nd∶YAG相,且在1000℃获得了颗粒均匀、分散性能好、粒径约50nm的粉体,将粉体压片后,在1780℃真空条件下保温8h烧结出Nd∶YAG透明陶瓷。 其次,采用柠檬酸溶胶凝胶法合成YAG粉体,当煅烧温度为800℃时,得到了纯相YAG,这比使用共沉淀法得到纯相YAG粉体要低100~200℃。 本文还探索了固相反应法制备Nd∶YAG透明陶瓷,主要以高纯Y2O3和Al2O3为原料,结果表明,当TEOS的添加量为0.6%,烧结温度在1720℃~1780℃以及Nd掺杂浓度为2at.%~3at.%时能制备出透明度较好的透明陶瓷。