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钇铝石榴石(Y3Al6O12简称YAG)是一种性能优良的耐高温材料,有良好的热-机械性能。在光学、无线电电子、照明、激光、探测器、高温等领域都有着广泛的应用。然而,由于YAG的熔点高达1970℃,制备单晶时需要昂贵的铱坩埚,生长周期长、生产成本高。由于难以制备出大尺寸的晶体,限制了Nd:YAG激光晶体的应用范围。掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)透明陶瓷因具有优良的激光性能和制备工艺方面的优势,作为大型固体激光器激光工作物质取代Nd:YAG单晶已显示出良好的应用前景。
本文采用湿化学法制备超细钇铝石榴石粉体。研究了柠檬酸溶胶凝胶法、尿素均相沉淀法和碳酸氢铵共沉淀法制备钇铝石榴石粉体的技术。通过对三种制备方法相比较,发现采用碳酸氢铵共沉淀法制备的粉体时控制起始溶液中Y3+和Al3+的浓度和溶液pH值得到的粉体粒径大小均匀、颗粒形状为椭球形、较少的团聚以及分散性较好,而且烧结活性也最好。因此,碳酸氢铵共沉淀法是制备YAG透明陶瓷的最佳粉体制备技术。
接着我们在碳酸氢铵共沉淀方法制备YAG透明陶瓷粉体时,在沉淀过程中加入了少量的碘作为催化剂,所获的前驱物经煅烧得到的最终粉体拥有更好的分散性和更小的粒径,颗粒间基本无团聚,在同样的温度烧结时拥有更高的烧结密度,表明使用催化剂碘是碳酸氢铵共沉淀方法制备YAG透明陶瓷粉体技术的有效改进措施。