[发明专利]一种适用于光学陶瓷的冷等静压方法和光学陶瓷的制备方法

说明书

本发明提供了一种适用于光学陶瓷的冷等静压方法和光学陶瓷的制备方法，冷等静压方法包括以下步骤：a)将干压成型后的若干光学陶瓷圆柱体状素胚堆叠成一个圆柱体，并且每两个圆柱体状素胚之间用圆形称量纸隔开；b)将步骤a)堆叠成的圆柱体用保鲜膜包裹至少2层；c)将步骤b)包裹好的圆柱体放入真空袋中抽真空，然后冷等静压，经卸压得到冷等静压后的光学陶瓷素胚。采用本发明新的冷等静压的方法，可以制备出边缘受损较少的陶瓷胚体，进而制备出具有高透过率的陶瓷片。实验证明，本发明实施例采用新型的冷等静压技术烧结出的Nd：YAG激光陶瓷边缘缺陷大大的减少，抛光后透过率可达81％。

技术领域

本发明涉及光学陶瓷技术领域，尤其涉及一种适用于光学陶瓷的冷等静压方法和光学陶瓷的制备方法。

背景技术

光学陶瓷又称透明陶瓷，因原料类型、制法差异和所得产品品种不同，可具有耐高温、耐腐蚀、耐冲刷、高强度等优异特性，它们在激光技术、空间技术、电学、光学、化工、冶金等方面均有广泛应用。目前，常用的光学陶瓷有氧化铝、氧化镁、三氧化二钇(Y₂O₃)、氟化钙、氧化铍、三氧化二钆(Gd₂O₃)、氧化钙、氧化钍(ThO₂)和锆钛酸铅镧陶瓷(PLZT)等。

其中，Nd：YAG激光陶瓷作为一种激光器的激光工作介质，在检测、节能、医学、激光、勘探等方面均有巨大的国际市场，并具有广泛应用前景。钇铝石榴石(Y₃Al₅O₁₂，yttriumaluminum garnet，YAG)具有优异的光学性能，被广泛应用于激光基体材料。1989年，M.Sekita等人在G.Dewith等人制备出YAG透明陶瓷的基础上，采用均相共沉淀法，以尿素作为沉淀剂制备出Nd³⁺:YAG前驱体粉末，经冷静压成型和真空烧结，得到透明Nd³⁺:YAG陶瓷材料，但没有获得激光输出。多年来，Nd:YAG获得持续发展，性能不断提高。而用固相法制备激光陶瓷由于具有成本低、工艺简单等特点受到人们的青睐。

具体地说，固相反应法需将混合均匀的粉体，通过干压成型和冷等静压的方法，压成高致密度的圆柱形胚体。在一般的激光陶瓷制备中，冷等静压时需将干压成型的胚体一个个装入真空袋中。但是，由于真空袋不具备良好柔软性，容易在冷等静压或者抽真空时对圆柱形胚体的棱角产生破坏，导致陶瓷片外围的透过率由于这些缺陷的存在而下降。再者平常的冷等静压法中，由于真空袋具有一定的硬度，抽真空时，真空袋和素胚中仍然容易存在缝隙，这样在冷等静压时受力容易不均匀，导致陶瓷局部的致密度比较低，缺陷较多，陶瓷的透过率降低。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种适用于光学陶瓷的冷等静压方法和光学陶瓷的制备方法，采用本发明新的冷等静压的方法，可以制备出边缘受损较少的陶瓷胚体，进而制备出具有高透过率的陶瓷片。

本发明提供一种适用于光学陶瓷的冷等静压方法，包括以下步骤：

a)将干压成型后的若干光学陶瓷圆柱体状素胚堆叠成一个圆柱体，并且每两个圆柱体状素胚之间用圆形称量纸隔开；

b)将步骤a)堆叠成的圆柱体用保鲜膜包裹至少2层；

c)将步骤b)包裹好的圆柱体放入真空袋中抽真空，然后冷等静压，经卸压得到冷等静压后的光学陶瓷素胚。

优选地，所述若干光学陶瓷圆柱体状素胚的个数为10～20个；每个圆柱体状素胚的高度为10mm～30mm。

优选地，所述圆形称量纸的直径大于等于圆柱体的直径。其中，圆形称量纸的直径应尽量与圆柱体直径相同，如果较大会使后续所用的保鲜膜不能很好的贴近陶瓷，如果较小会导致上下胚体边缘部分直接接触，无法达到隔绝上下粉体的作用。

优选地，所述步骤b)将步骤a)堆叠成的圆柱体用保鲜膜包裹3～4层。