1.一种氧化锆与YAG粉体双层包埋烧结制备YAG透明陶瓷的方法,其特征在于,它包括以下步骤:
1)制备前驱体:配制浓度为0.1~0.3mol/L的硝酸钇溶液,向硝酸钇溶液中加入十二水合硫酸铝铵晶体,搅拌均匀,形成混合溶液,其中钇离子与铝离子的摩尔比为3:5;在搅拌状态下用蠕动泵将浓度为1.5~2mol/L的碳酸氢铵溶液泵送至混合溶液中;监测反应体系的pH值,当pH值达到8.0~8.2时,停止泵送和搅拌,将反应体系静置陈化12~24h,对陈化后的前驱体依次进行洗涤、抽滤、干燥处理,得到前驱体粉末;
2)煅烧:将步骤1)得到的前驱体粉末进行过筛处理,过筛后放入马弗炉中于1100~
1300℃煅烧2~4h,得到纳米YAG粉体;
3)球磨:向步骤2)得到的纳米YAG粉体中加入0.4~0.6wt.%的正硅酸乙酯,再加入无水乙醇与氧化铝磨球,进行球磨混合得到浆料,将浆料干燥后进行过筛处理;
4)成型:将步骤3)过筛后的粉体放入模具中,采用干压法成型出圆形YAG素坯,随后进行冷等静压处理;
5)烧结:将步骤4)得到的YAG素坯置于马弗炉中进行素烧,去除残留有机物;再将素烧后的YAG素坯置于钨坩埚A(1)中,按照氧化锆粉体—YAG粉体—YAG素坯—YAG粉体—氧化锆粉体的排列方式进行包埋;包埋结束后,在钨坩埚A(1)上方倒扣口径略大的钨坩埚B(5),然后放入真空烧结炉中进行真空烧结;
6)研磨抛光:将真空烧结后的陶瓷片进行双面研磨抛光至1~3mm,得到YAG透明陶瓷。
2.根据权利要求1所述的一种氧化锆与YAG粉体双层包埋烧结制备YAG透明陶瓷的方法,其特征在于,步骤(1)中泵送碳酸氢铵溶液时,泵送速率为1~6mL/min,搅拌速度为300~500rpm。
3.根据权利要求1或2所述的一种氧化锆与YAG粉体双层包埋烧结制备YAG透明陶瓷的方法,其特征在于,步骤(1)中所述洗涤是先用去离子水洗2~4次,再用无水乙醇洗2~4次;
所述干燥温度为40~60℃,干燥时间为12~36h。
4.根据权利要求1或2所述的一种氧化锆与YAG粉体双层包埋烧结制备YAG透明陶瓷的方法,其特征在于,步骤(2)中过筛使用筛网规格为100~200目,过筛次数为3~5次。
5.根据权利要求1或2所述的一种氧化锆与YAG粉体双层包埋烧结制备YAG透明陶瓷的方法,其特征在于,步骤(3)中所述球磨转速为160~200rpm,球磨时间为12~24h,所述干燥温度为40~60℃,干燥时间为12~36h,所述筛网规格为100~200目,过筛次数为3~5次。
6.根据权利要求1或2所述的一种氧化锆与YAG粉体双层包埋烧结制备YAG透明陶瓷的方法,其特征在于,步骤(4)中所述干压压力为25~35MPa,保压时间为1~3min,圆形YAG素坯的直径为16~30mm;所述冷等静压的压力为200~240Mpa,保压时间为4~8min。
7.根据权利要求1或2所述的一种氧化锆与YAG粉体双层包埋烧结制备YAG透明陶瓷的方法,其特征在于,步骤(5)中所述素烧温度为800~900℃,素烧时间为5~8h;真空烧结炉内的真空度为1.0×10-5~1.0×10-3Pa,真空烧结温度为1760~1800℃,烧结时间为8~
20h。
8.根据权利要求1或2所述的一种氧化锆与YAG粉体双层包埋烧结制备YAG透明陶瓷的方法,其特征在于,步骤(5)中包埋时氧化锆粉体层(2)与YAG素坯(4)的厚度比为1.0~3.0,YAG粉体层(3)与YAG素坯(4)的厚度比为3.0~4.0。
9.根据权利要求1或2所述的一种氧化锆与YAG粉体双层包埋烧结制备YAG透明陶瓷的方法,其特征在于,所述钨坩埚B(5)的内径是钨坩埚A(1)的外径的1.2~2.0倍。