[发明专利]铒镱掺杂钽铌酸钾锂陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铒镱掺杂钽铌酸钾锂陶瓷及其制备方法，属于陶瓷材料技术领 域。

背景技术

利用稀土离子上转换效应获得短波长发光的固态光源在高密度全息存储、全色显 示、光刻和光谱学等领域的广泛应用促进了各种稀土离子掺杂材料的研究进展。稀土Er³⁺具 有优良的红绿光上转换发光性能是稀土离子发光领域的研究热点。稀土Yb³⁺具有大的980nm 附近光吸收截面以及和其它离子能力匹配度好的优点，被广泛应用于稀土离子敏化发光， 起增强稀土离子发光的作用。同时，稀土离子上转换技术对基质材料的要求低，可以使稀土 离子掺杂到晶体、玻璃、甚至是液体中作为激光工作物质实现激光输出。

钽铌酸钾锂(K_1-yLi_yTa_1-xNb_xO₃，KLTN)是钽酸钾锂(K_1-xLi_xTaO₃)和铌酸钾锂(K_1-xLi_xNbO₃)的固熔体，是在钽铌酸钾(KTa_1-xNb_xO₃)晶体的基础上通过替代元素改性发展而来。 钙钛矿型钽铌酸钾锂因为具有大的衍射效率、快速的响应时间和特殊的固定机制在光电开 关和全息存储领域有很大的应用前景。钨青铜型钽铌酸钾锂具有优秀的二次谐波产生性 能，主要应用在激光倍频领域。我们前期的工作已经对钽铌酸钾锂晶体进行稀土掺杂及频 率上转换的研究。钽铌酸钾锂的制备比较困难，对生长条件要求较高，因此需要开发新形态 的材料进行稀土掺杂研究。

发明内容

目的：为解决现有技术的不足，本发明开展对铒镱掺杂钽铌酸钾锂陶瓷进行了组 分和制作工艺的研究，提供一种铒镱掺杂钽铌酸钾锂陶瓷及其制备方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

铒镱掺杂钽铌酸钾锂陶瓷的制备方法，其特征在于，利用固相反应法，包括以下步骤： 步骤1)配料：碳酸钾(K₂CO₃)、碳酸锂(Li₂CO₃)、氧化钽(Ta₂O₅)、氧化铌(Nb₂O₅)粉末按照0.6: 0.4:0.5:0.5的摩尔比例称量配料，并分别按照掺杂浓度为Er³⁺1.0mol％加入氧化铒 (Er₂O₃)粉末和掺杂浓度为Yb³⁺:0.1mol％-2.0mol％加入氧化镱粉末；

其中使用的K₂CO₃、Li₂CO₃、Ta₂O₅和Nb₂O₅粉末的摩尔比例，是铒镱掺杂钽铌酸钾锂陶瓷 制备成败的基本条件。

步骤2)、研磨，得到粉料；

步骤3)、压片：使用液压机将粉料压成原料片；

预烧：将原料片装入刚玉坩埚，放入马弗炉中，以150℃/h升温至100℃，并保持30min； 以150℃/h升温至800-950℃，并保持6-10h；以200℃/h降温至室温，完成预烧过程。此过程 使原料进行充分的化学反应。

步骤4)、二次研磨：将预烧后的原料片放在玛瑙研钵中，捣碎、研磨；加入无水乙 醇，研磨至无水乙醇挥发干净，多次重复操作；滴入一定聚乙烯醇(PVA)溶液，研磨至聚乙烯 醇溶液挥发干净；再加入无水乙醇，研磨至无水乙醇挥发干净，放入烘干箱烘干；

步骤5)、压片造粒：将粉料压成原料片，放置若干小时；

过筛：将原料片捣碎，经过150目和200目的筛子筛选，得粒度介于75μm～106μm的原料 颗粒；以便获得颗粒均匀的晶粒。