透明陶瓷的制备

分类：研究生报告    更新时间：09-28    来源：网络

 研究目的和意义:

本课题主要研究的是复合结构YAG透明陶瓷的制备和其光学性能。陶瓷很久以来就被人们广泛应用于生产与生活之中。从最常见的陶瓷器皿，工艺品，到工业与科研所需求的陶瓷材料，陶瓷的身影可谓无处不在。本文所要研究与探讨的主要内容是透明陶瓷的制备以及其光学性能。在日常生活中我们所接触的陶瓷一般是不透明的。其主要原因是，这些陶瓷内部含有大量的杂质与气孔，当光线照射时，这些杂质与气孔将绝大多数的光吸收与散射，因而它们是不透明的。故此，当选用高纯度原材料，并通过特殊工艺将气泡排除，就可以得到透明陶瓷了。

  透明陶瓷具有广泛的应用途径，相比传统陶瓷，透明陶瓷具有极高的光透过性，并且在高温度条件下也能保证其性能的稳定，不会发生形变、柔化和出晶。因而透明陶瓷被大量应用在军事和工业上。常见的有作为激光器增益介质的透明陶瓷，应用于照明灯具的透明陶瓷，以及作为物品保护膜的透明陶瓷等等。正是因为透明陶瓷具有如此广泛的应用价值，其性能及生产工艺的相关研究也越来越具有现实意义和战略意义。

课题研究现状:

本课题所研究的YAG透明陶瓷，其产生可以追溯到上世纪80年代。1984年，荷兰科学家Dijk和With以氧化钇和氧化铝的混合粉末为原材料，成型后，使用真空烧结工艺研制出半透明状态的钇铝石榴石陶瓷。紧接着，来自日本Inorganic Material研究所的科学家Sekita于1990年成功的制成了透明的钇铝石榴石陶瓷。在此之后同为日本籍的科学家Ikesue使用固相反应的方法成功研制出完全透明的Nd:YAG陶瓷，并且利用它产生了激光。我国与钇铝石榴石陶瓷相关的研究起步于千禧年。2003年，学者孙旭东等人，利用固相反应的方法成功研制出钇铝石榴石透明陶瓷，并于04年研制出Nd:YAG陶瓷。我国有关YAG陶瓷的研究时日尚短，也没有可用于现实生产的成品出现。

课题研究主要内容、实施方案及创新点:www.EEelw.com

针对复合结构YAG透明陶瓷的制备方法进行深入研究。以氧化钇、氧化铝以及Nd2O3和Sm2O3为原料，分别采用固相反应法和流延成型法制备了clad-core(Sm:YAG包边Nd:YAG)复合结构透明陶瓷和多层YAG/Nd:YAG/YAG复合结构透明陶瓷。采用高倍光学显微镜观察陶瓷表面晶粒生长情况，使用电子扫描显微镜观察陶瓷表面、裂痕端面以及内部的杂质、气孔和裂痕的分布，用分光光度计研究陶瓷的光谱透射情况。

课题进度安排:

2017年9月-2017年12月：查找相关论文，大概了解复合结构YAG透明陶瓷的制备过程及基本性质，同时做出实验的整体规划。

2017年12月-2018年4月：复合结构YAG透明陶瓷的制备

2018年4月-2018年4月：复合结构YAG透明陶瓷的光学性能表征

2018年5月-2018年5月：完成毕业论文