Nd：YAG陶瓷激光晶體的制備研究.pdf

1、摻釹釔鋁石榴石(Nd:YAG)是一種重要的四能級固體激光工作物質(zhì)，廣泛應用于各個領域。近年來，隨著納米陶瓷的制備技術(shù)和高真空無壓燒結(jié)工藝的發(fā)展，高度透明的激光陶瓷因具有優(yōu)良的激光性能和制備工藝方面的優(yōu)勢得到廣泛的重視。YAG晶體具有良好的機械強度、透明度、化學穩(wěn)定性和導熱性:YAG的立方結(jié)構(gòu)也有利于產(chǎn)生窄的熒光譜線，從而實現(xiàn)高增益，低閾值的激光運轉(zhuǎn)。在YAG結(jié)構(gòu)中三價釹替換三價的釔，不需要電荷補償。因此Nd:YAG激光器成為目前應用最廣

2、泛的固體激光系統(tǒng)。 本論文主要利用微波均相沉淀法制備YAG納米粉體，利用凝膠注模成型法進行坯體成型，通過低真空燒結(jié)進行坯體燒結(jié)，在粉體的成型與燒結(jié)等工藝方面開展了具有一定創(chuàng)新意義的研究工作。重點有以下幾個方面: 在凝膠注模成型過程中研究不同pH值條件下分散劑含量對漿料的zeta電位及其穩(wěn)定性的影響。得出的結(jié)論是在較高的pH值條件，分散劑具有更好的分散效果。在pH值為9-10，分散劑的濃度為0.27％時，YAG漿料具有最好

3、的分散性能。通過對分散機理的研究發(fā)現(xiàn)，研究當中采用的分散劑符合靜電-位阻分散機理。 在凝膠注模成型漿料的制備過程中為了獲得穩(wěn)定、良好的漿體和成型出致密、均勻和具有良好燒結(jié)性的坯體，對影響漿料粘度，凝化時間的各個因素進行研究。確定了漿體中固相含量在50-55％，單體含量占粉體質(zhì)量4％，引發(fā)劑含量占單體質(zhì)量的0.62％，固化溫度在60-70℃，可以獲得良好的漿料來成型坯體。 燒結(jié)實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)成型方法、燒結(jié)溫度和添加燒結(jié)助劑及

4、其用量對燒結(jié)體的微觀結(jié)構(gòu)有較大的影響。對不同成型方法得到的素坯進行燒結(jié)研究發(fā)現(xiàn)凝膠注模成型出坯體中的氣孔多為連通的，氣孔的大小和分布較均勻；而干壓法成型則是在很大的壓力作用下，坯體氣孔大小及分布不均勻，且氣孔多為不連通孔。燒結(jié)制度的影響:低溫階段晶粒長大不明顯；而中溫階段晶粒生長顯著，氣孔明顯減少，并且出現(xiàn)不連通氣孔，到高溫階段，由于不連通氣孔增多，故晶粒大小變化不大，致密化速度也變緩。燒結(jié)助劑及其用量的影響:添加劑的量為0.6wt.％