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真空烧结Nd:YAG透明陶瓷的研究

Study on the Nd doped yttrium aluminum garnet (Nd:YAG) transparent ceramics sintering in vacuum

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【作者】 李江； 邱发贵； 孙兴伟； 潘裕柏； 郭景坤；

【Author】 LI Jiang, QIU Fa-gui, SUN Xing-wei, PAN Yu-bai, GUO Jing-kun(Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China;Graduate School of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100039, China)

【机构】 中国科学院上海硅酸盐研究所高性能陶瓷与超微结构国家重点实验室；

【摘要】 以高纯Al2O3、Y2O3和Nd2O3粉体为原料,少量MgO和SiO2为添加剂,采用真空烧结方法制备了不同掺杂浓度的Nd:YAG(Y3Al5O12)透明陶瓷,并且对烧成的Nd:YAG陶瓷的显微结构和光学性能进行了研究.结果发现,真空烧结有利于气孔的排出,从而达到几乎完全致密化:适量烧结助剂的添加,有利于提高陶瓷的烧结活性和透光性;Nd:YAG陶瓷能够实现高浓度掺杂,但是透过率随着Nd掺杂量的增加有所降低,光吸收随着掺杂量的增加而增加;掺杂浓度升高,发射谱峰出现展宽,并且出现红移现象,当Nd3+的掺杂浓度大于3.0%(原子分数)时,发射强度急剧降低.

【Abstract】 Neodymium doped Yttrium aluminum garnet (Nd:YAG) transparent ceramics were fabricated by sintering in vacuum with A12O3,Y2O3 and Nd2O3 powders as raw materials, using MgO and SiO2 as additives. The microstructure and optical properties of the fabricated Nd:YAG ceramics were investigated in this paper. It is suggested that the additives are favor of improving sintering activity and transparency. Highly neodymium concentrated samples can be obtained and the transmittance decreased with increase of doped concentration. The absorption of Nd:YAG ceramics strengthened with increase of doped concentration. The fluorescence emission line width around 1064nm is a little broadened and a little bit change red shift has been observed with the neodymium concentration increases. When the concentration increases greater than 3.0at%, the fluorescence intensity dramatically decreases.

【关键词】 Nd:YAG透明陶瓷； 真空烧结； 显微结构； 光学性能；
【Key words】 Nd:YAG transparent ceramics: vacuum sintering: microstructure； optical properties；
【基金】 国家自然科学基金委地区重点合作项目(50220160657);上海市科委资助项目(02JC14017)
  • 【会议录名称】 第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ
  • 【会议名称】第五届中国功能材料及其应用学术会议
  • 【会议时间】2004-09
  • 【会议地点】中国北京·秦皇岛
  • 【分类号】TQ174.75
  • 【主办单位】国家仪表功能材料工程技术研究中心、国家“863”计划新材料领域专家委员会、中国仪器仪表学会仪表材料学会、中国金属学会、中国稀土学会、中国复合材料学会、中国有色金属学会、重庆仪表材料研究所、北京有色金属研究总院、包头稀土研究院、钢铁研究总院、北京工业大学、燕山大学、山东大学、云南大学、上海交通大学、华中科技大学、天津大学、四川大学、湖南大学、大连理工大学、南京大学、清华大学、西南师范大学、北京科技大学、北京大学、厦门大学、中南大学、电子科技大学、重庆大学、福州大学、吉林大学、哈尔滨工业大学、武汉大学、西安理工大学、北京交通大学、西北工业大学、苏州大学、东北大学、复旦大学、武汉理工大学、浙江大学、北京理工大学、北京航空航天大学、中国科技大学、西南交通大学、南开大学、《功能材料与器件学报》编辑部、《功能材料》编辑部
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