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1995年,日本的A.Ikesue博士通过高温固相反应法制备出了高质量的Nd∶YAG透明陶瓷,并首次成功实现激光输出。此后,Nd∶YAG透明陶瓷成为新型激光材料研究的热点。 本研究采用液相法和固相法相结合的方式,用沉淀法制备纳米Nd∶Y2O3粉体,再与商业纳米A12O3粉体均匀混合,通过真空烧结获得Nd∶YAG透明陶瓷。本论文主要研究工作内容如下: 1、以碳酸氢铵为沉淀剂,研究了反应物浓度、温度和pH对Nd∶Y2O3纳米粉体尺寸及分散性的影响,发现Nd∶Y2O3粉体的形貌主要由其前驱体的形貌决定; 2、基于前驱体热分解行为的特点,对前驱体采用了线性煅烧和非线性煅烧两种方式。相比前者,后者可以有效降低结晶温度,避免粉体在高温区形成团聚体,所制备的粉体,团聚程度低、分散性好;但是,对于已经团聚的前驱体,其在低温结晶区已经形成团聚,无法通过调节煅烧参数来调控粉体微结构的演化; 3、采用干压成型、等静压成型和注浆成型,并结合真空烧结工艺获得Nd∶YAG陶瓷;采用棒状的和片状的原料,样品烧结后不透明,XRD分析发现样品中有YAM杂相生成;采用颗粒状的原料,可以获得透明陶瓷,分散性越好,透明度越高; 4、陶瓷的光学性能的测量表明,注浆成型的样品,性能要优于干压和等静压成型的样品,其在1064 nm处透过率达到80.6%,接近单晶材料的84.5%的值;光散射系数在400 nm和1064nm波长处分别为0.46和0.23 cm-1,约为单晶材料的10倍,说明Nd∶YAG陶瓷体内气孔含量已经较少且分布均匀;非线性煅烧方式对应的Nd∶YAG陶瓷,其荧光寿命达到173us,接近单晶材料的荧光寿命217us。 本论文中所取得的工作成果为制备接近单晶性能的Nd∶YAG透明陶瓷,提供了技术基础和实验参考。