[发明专利]高稀土含量的硅铝酸盐晶体及其制备方法和应用

权利要求书

1.一类高稀土含量的硅铝酸盐晶体，其特征在于，所述高稀土含量的硅铝酸盐晶体的化学式为R₅AlSi₂O₁₃，其中R为Gd、Tb中的一种。

2.根据权利要求1所述的高稀土含量的硅铝酸盐晶体，其特征在于，所述硅铝酸盐晶体为硅铝酸钆晶体，其化学式为Gd₅AlSi₂O₁₃；所述硅铝酸钆晶体属于六方晶系，空间群为P6₃/m，单胞参数为α＝90°，β＝90°，γ＝120°，Z＝2，

3.根据权利要求1所述的高稀土含量的硅铝酸盐晶体，其特征在于，所述硅铝酸盐晶体为硅铝酸铽晶体，其化学式为Tb₅AlSi₂O₁₃；所述硅铝酸铽晶体属于六方晶系，空间群为P6₃/m，单胞参数为α＝90°，β＝90°，γ＝120°，Z＝2.00004，

4.一种如权利要求1所述的高稀土含量的硅铝酸盐晶体的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括助熔剂法或提拉法。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述助熔剂法包括如下步骤：

将含R化合物、含Si化合物、含Al化合物和氧化铅研磨混合，升温至研磨物完全熔化，恒温24h，然后以5℃/h降温速率降至室温，得到高稀土含量的硅铝酸盐晶体；

其中，所述含R化合物、含Si化合物、含Al化合物和氧化铅中的R、Si、Al和Pb元素的摩尔比为：(2-10)：(2-10)：1:(10-70)。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述提拉法包括如下步骤：将含R化合物、含Si化合物和含Al化合物研磨混合，升温至1550℃得到原料；将原料移至提拉炉中，在高纯N₂气氛中，加热至熔融，恒温搅拌24-48h；使用末端装有籽晶的籽晶杆在混合熔体饱和温度点之上1-5℃引入籽晶，10-60min后，降温至混合熔体饱和温度点，同时以30-120r/min的速度旋转籽晶杆；然后以0.5-5℃/天的速度降温，以0.02-0.5mm/h的提拉速度提拉籽晶杆，待晶体长到毫米级尺寸，将晶体提离液面，再以不大于100℃/h的速度降温至室温，得到高稀土含量的硅铝酸盐晶体；

其中，所述含R化合物、含Si化合物和含Al化合物中R、Si和Al元素的摩尔比为：5：(1-10)：(0.1-2)。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述含R化合物为R的氧化物、R的硝酸盐、R的硫酸盐和R的卤化物。

8.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述含Si化合物为Si的氧化物、Si的氢氧化物、Si的有机酯、Si的卤化物。

9.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述含Al化合物为氧化铝。

10.一种如权利要求2所述的硅铝酸钆晶体在用作磁制冷剂中的应用。

11.一种如权利要求3所述的硅铝酸铽晶体在用作磁光晶体、制作磁光器件中的应用。