[发明专利]可见/短波红外/中波红外YAG透明陶瓷及其制造方法

说明书

本发明提供一种可见/短波红外/中波红外YAG透明陶瓷，仅含有重量比为0.01‑0.1％的MgO作为烧结助剂，产品的透过范围覆盖300nm‑6μm，并且600nm处的透过率不小于76％，1‑4μm波段的透过率不小于80％，及其制造方法。本发明仅添加重量比为0.01‑0.1wt％的MgO，既不需要添加SiO2作为烧结助剂也不含有其他氧化物。本发明的产品具有良好的可见/红外透过性能，且具有更好的热导率。

技术领域

本发明涉及一种可见/短波红外/中波红外透明陶瓷及其制造方法，具体涉及仅添加MgO作为烧结助剂经两步真空烧结制备YAG透明陶瓷及其制品。

背景技术

钇铝石榴石(简称YAG)具有立方结构,无双折射效应,高温蠕变小,光学性质和力学性能优异,广泛应用于激光器基质材料,还可用于制作高温可见光和红外窗口。与YAG单晶体相比,YAG透明陶瓷可以满足制备大功率激光器所需的大尺寸样品和更高的掺杂浓度,因此在取代YAG单晶方面已显示出良好的应用前景,并成为近年来材料领域的一个研究热点。YAG作为透明陶瓷基质，常常掺Nd3+、Yb3+、Er3+、Eu3+、Cr3+、Pr3+等，这些掺杂离子通常以氧化物的形式加入原料中一起烧结。既作为功能离子，又作为烧结助剂能够促进烧结。另外，除了添加功能离子外仍然需要添加SiO2以及MgO作为共同的烧结助剂，这些添加的离子(Nd3+、Yb3+、Er3+、Eu3+、Cr3+、Pr3+)会在不同的波段产生吸收，SiO2声子能量大，在常用的3-5μm中红外波段有强烈的吸收。此外，添加物质越多，YAG热导率越小，使得其抗热震性变差。

因此，作为可见/近红外/中红外透明陶瓷窗口，需要尽量避免上述各种离子的引入，避免它们引起YAG透明陶瓷光学性能的下降。

发明内容

本发明公开一种可见/短波红外/中波红外YAG透明陶瓷，其透过范围覆盖300nm-6μm，并且600nm处的透过率不小于76％，1-4μm波段的透过率不小于80％，其中仅添加重量比(除特殊说明，本发明的组成均为重量百分比)为0.01-0.1％的MgO。本发明同时提供一种可见/短波红外/中波红外YAG透明陶瓷的制造方法。

本发明的技术方案如下：

一种可见/短波红外/中波红外YAG透明陶瓷，其特点是MgO重量比为YAG的0.01-0.1％，其透过范围覆盖300nm-6μm，并且600nm处的透过率不小于76％，1-4μm波段的透过率不小于80％。

该YAG透明陶瓷的平均晶粒大小为4-5μm。

600nm处的透过率不小于78％。

一种制造所述的可见/短波红外/中波红外YAG透明陶瓷的方法，以纯度不小于99.99％，平均粒径介于0.2-1μm的高纯Y2O3和Al2O3粉体为原料，其特征在于包含如下步骤：