[发明专利]一种钕离子掺杂钠钙硅系激光玻璃陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种钕离子掺杂钠钙硅系激光玻璃陶瓷，其特征是：所述激光玻璃陶瓷是将稀土离子Nd³⁺掺杂Na₂O-CaO-SiO₂系透明玻璃陶瓷，形成的激光工作物质材料，其中，Nd³⁺掺杂Na₂O-CaO-SiO₂系透明激光玻璃陶瓷原料组分及质量百分比含量为：Na₂O 17.5～20.0％，CaO26.5～28.0％，SiO₂45.5～50.0％，TiO₂+ZrO₂4.0～5.0％，Sb₂O₃+NH₄NO₃3.0～5.0％，Nd₂O₃1.0～5.0％，各组分含量之和为100％。

2.根据权利要求1所述的激光玻璃陶瓷，其特征是：所述激光玻璃陶瓷在400～1200nm的可见及近红外波段平均透过率为75％，其激光工作波长为1062nm，和相同化学组成的玻璃基质相比，荧光强度提高了50％。

3.一种钕离子掺杂钠钙硅系激光玻璃陶瓷的制备方法，其特征是：将稀土离子Nd³⁺掺杂Na₂O-CaO-SiO₂系透明玻璃陶瓷，具体制备方法为：

(1)玻璃混料、熔炼：Nd³⁺掺杂Na₂O-CaO-SiO₂系透明激光玻璃陶瓷原料的组分及质量百分比含量按Na₂O 17.5～20.0％，CaO 26.5～28.0％，SiO₂ 45.5～50.0％，TiO₂+ZrO₂ 4.0～5.0％，Sb₂O₃+NH₄NO₃ 3.0～5.0％，Nd₂O₃ 1.0～5.0％，各组分含量之和为100％配料，在行星球磨机中均匀混料3小时后，倒入刚玉坩埚，在硅钼电阻炉内于1450℃熔融4小时，注入预热的不锈钢模具，熔体迅速降温固化成型；

(2)玻璃退火：将成型后的玻璃块体迅速置于500℃马弗炉内保温2小时，然后随炉冷却至室温，最终获得浅紫色透明玻璃；

(3)玻璃切割：用切割机将制备的玻璃块体切割成所需尺寸与形状的制品，用于后续晶化热处理；

(4)玻璃热处理：根据差热分析的实验结果确定玻璃晶化热处理制度，将切割后的小块样品在730℃热处理10小时，获得透明玻璃陶瓷；

(5)玻璃陶瓷冷加工：用不同颗粒尺寸的金刚砂粉料将热处理后的玻璃陶瓷样品进行双面研磨和抛光，磨抛达到光学精度要求，最终获得透明玻璃陶瓷样品厚度为2mm；

(6)性能测试：采用紫外-近红外分光光度计测量厚度为2mm的透明激光玻璃陶瓷的透过率；采用傅立叶荧光光谱仪测量透明激光玻璃陶瓷的荧光光谱，确定其工作波长。