第12卷第3期2006

年6月

上海大学学报(自然科学版)

JOURNALOFSHANGHAIUNIVERSITY(NATURALSCIENCE)

Vol.12No.3Jun.2006

　　文章编号:100722861(2006)0320292206

透明氧化铝陶瓷的制备和体视学

在其性能表征中的作用

丁　君,　杨秋红,　曾智江

(上海大学材料科学与工程学院,上海200072)

摘要:采用传统无压烧结工艺在氢气氛下制备透明氧化铝陶瓷.结果表明,适量氧化镁和镁铝尖晶石都能有效改善

Al2O3陶瓷烧结性能,适当延长保温时间有利于样品体积密度的增加,但是掺杂微量氧化镁更有利于透过率的提高.

采用体视学方法首次预测了透明氧化铝陶瓷透过率的相对高低,.关键词:透明氧化铝陶瓷;体积密度;显微结构;透过率;体视学中图分类号:TF122.1　　　文献标识码:A

FabricationofandApplicationof

ofOpticalTransmittance

DINGJun,　YANGQiu2hong,　ZENGZhi2jiang

(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,ShanghaiUniversity,Shanghai200072,China)

Abstract:TransparentAl2O3ceramicswerefabricatedbypressurelesssinteringinanatmosphereofhydrogen.Theresultsshowthatbothmagnesiaandspinelaregoodadditivestoimprovesinteringofalumina,andbulkdensityofthesamplecanalsobeincreasedbyproperlyextendingsinteringholdingtime.Incomparisonwithsamplesdopedwithspinel,transmissionsofsamplesdopedwithmagnesiaarehigher.Forthefirsttimeever,thestereologymethodwasusedinthisworktopredicttransmissionoftransparentalumina.Transmissioncalculatedwithstereologyagreedwellwiththosemeasuredinexperiments.

Keywords:transparentalumina;bulkdensity;microstructure;transmission;strereology

　　红宝石(掺Cr

3+

氧化铝单晶体)是一种应用广

3+

现了激光输出.目前Nd:YAG透明陶瓷已经实现了90W的连续激光输出

[3]

泛的固体激光工作介质,但是红宝石单晶的Cr掺入量较少,这样激光输出功率受到限制.随着透明陶瓷制备技术的不断发展,透明陶瓷用于激光介质成为可能.与单晶相比,多晶透明陶瓷具有如下优点:制备工艺简单、形状自由度大、可以掺杂高浓度光学活性元素.1995年Ikesue

[1]

[2]

.Murotani

[1]

等对掺Cr

3+

氧

化铝陶瓷做了基础研究,并提出了氧化铝透明陶瓷作为激光材料的可能性.本实验室通过对过渡金属离子掺杂的透明氧化铝陶瓷发光性能的研究,得到了与单晶相近的光谱性能

[426]

.但是由于氧化铝陶瓷

等用固相反应法成功属于光学各向异性的六方晶系,因此如何进一步提高氧化铝陶瓷的透过率仍然是一个值得研究的重要

制备了性能与单晶相当的Nd:YAG陶瓷,并首次实

收稿日期:2005208230　基金项目:国家自然科学基金资助项目(60578041)

通信作者:杨秋红(1963～),女,副教授,博士,研究方向为透明陶瓷.E2mail:yangqiuhongcn@yahoo.com.cn