[发明专利]一种采用Isobam凝胶注模制备YAG基多层复合结构透明陶瓷的方法

摘要

本发明公开了一种采用Isobam凝胶注模制备YAG基多层复合结构透明陶瓷的方法，所制备的多层陶瓷满足下式所示的结构：YAG/Re:YAG/YAG或YAG/Re:YAG/Re:YAG，其中YAG层由Y3A15O12组成，Re:YAG层由(Y1‑xRex)3A15O12组成，0.02≤x≤0.2；Re为稀土元素铈、镨、钕、钐、铕、铽、镝、钬、铒、铥或镱中的一种；首先配制Isobam凝胶注模成型用浆料，然后将浆料进行除泡处理后浇注到模具中，第一层浆料凝胶固化后再浇注其他层浆料，完全凝胶化后干燥处理，排胶；将排胶后的素坯真空烧结退火，双面抛光后即得多层复合结构透明陶瓷。本发明提供的方法以水基浆料为主，绿色环保，制得的陶瓷具有高密度、结构复杂、光学质量好、透过率高、界面离子扩散范围小等特点，非常适于大尺寸及复合结构YAG基透明陶瓷材料的制备。

主权项

1.一种采用Isobam凝胶注模制备YAG基多层复合结构透明陶瓷的方法，其特征在于，所制备的多层陶瓷满足下式所示的结构：YAG/Re:YAG/YAG或YAG/Re:YAG/Re:YAG，其中YAG层由Y3A15O12组成，Re:YAG层由(Y1‑xRex)3A15O12组成，0.02≤x≤0.2；Re为稀土元素铈、镨、钕、钐、铕、铽、镝、钬、铒、铥或镱中的一种；具体步骤如下：(1)凝胶注模成型用浆料配制：纯YAG层按Y3A15O12，Re:YAG层按(Y1‑xRex)3A15O12，0.02≤x≤0.2组成所需的金属元素摩尔比分别称量原料粉体，将磨球、有机溶剂、分散剂A、烧结助剂与称量好的原料粉体放入球磨罐中，进行球磨混合，球磨转速为120r/min～160r/min，球磨时间为15～24小时，得混合浆料A；取出所述混合浆料A进行干燥处理，过100～200目筛，将过筛后的粉体置于马弗炉中煅烧，作为凝胶注模成型的原料粉；在球磨罐中加入去离子水、Isobam104溶液、分散剂B、磨球，最后加入所述原料粉，用pH调节剂调节体系pH值为9～11，初步搅拌10～30min后再进行球磨混合，球磨转速为250～350r/min，球磨时间为20～60min，得固含量为70～80％的混合浆料B，即为凝胶注模成型用的浆料；(2)凝胶注模成型：将步骤(1)得到的YAG和Re:YAG凝胶浆料进行除泡处理，条件均为：真空环境‑50～‑70kpa下除气2～5min；然后将YAG浆料浇注到模具中，凝胶固化后在得到的素坯上再浇注Re:YAG浆料，待Re:YAG浆料凝胶固化后，最后浇注YAG浆料或其他组分的Re:YAG浆料，完全凝胶化后干燥处理，排胶；(3)成型及烧结：将排胶后的素坯在真空环境中1650～1780℃烧结16～24小时，退火，双面抛光后即得多层YAG/Re:YAG/YAG(Re:YAG)复合结构透明陶瓷。