Yb：YAG陶瓷纳米粉体的研究
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异 的高温抗 蠕变性能【 ｌ 】 ． Ｙ Ａ Ｇ透 明陶瓷除 了在激 光 材料领 ２ ． １ 样 品的制备 域有 广泛 的应用 外 ，也 是一种 应用 前景 较好 的高温 结构
陶 瓷［ ２ １ 。 本 文 所 采 用 的透 明 陶 瓷 原 料 需 要 具 有 以下 性 能 ：
本 文 以 Ｙ（ Ｎ Ｏ ３ ） ３ ・ ６ Ｈ ２ Ｏ（ 分析 纯 ） 、 Ａ Ｉ （ Ｎ Ｏ ３ ） ３ ・ ３ Ｈ ２ ０（ 分析
Ｎ Ｏ ３ ） ３ ・ ６ Ｈ ２ ０和 Ａ Ｉ （ Ｎ Ｏ ３ ） ３ ・ ３ Ｈ ｚ Ｏ溶解 于去 离子 水 中 ； 然 后滴
加一定 量 的聚乙二醇 ４ ０ ０ ． 放在水 浴搅拌器 中加热 混合溶
自 Ｗｉ ｔ ｈ等 人 第 一 次 制 造 出 了 以 多 晶 陶 瓷 为 基 质 的 液 至 ９ ０ ℃， 保温 ４ ｈ ， 陈化 ４ ｈ ； 取上 层 清水 滴加 氨 水 ， 当清
有： 固相 反 应 法 、 水（ 醇） 热法 、 溶胶凝 胶法 、 化 学 共 沉 淀 法 下 煅 烧 ３ ｈ ． 获得掺杂浓度 为 ２ ａ ｔ ％的 Ｙ ｂ ： Ｙ Ａ Ｇ粉末 。 等 。 本 文 通 过 在 化 学 反 应 过 程 中添 加 表 面 活 性 剂 ， 采 用 ２ ． ２ 样 品的表征
固态激 光器 。 Ｙ Ａ Ｇ透 明 陶瓷 的合成 一直 受 到研究 者 的广 水 无 反 应 时 ， 即反应 完全 ； 最后将 先驱体 水洗 、 醇洗 ， 得 到 泛 关注 。针对 Ｙ ＡＧ粉体 的制备 。 目前主 要所采 用 的方法 的透 明滤 饼在 １ ２ ０ ￣ Ｃ 下 干燥 ３ ｈ ． 并 且研 磨 ： 随后在 １ ２ ０ ０ ｏ Ｃ
Ｒｅ ｓ ｅａ ｒ ｃ ｈ ＆ Ｄｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｉ ｏｎ
研 究 与 探 讨
Ｙ ｂ ： Ｙ Ａ Ｇ陶瓷纳米粉体 的研究
董俭 ， 吴起 白， 张海燕 ， 曹晓国， 薛 如 峰
（ 广东工业大学材料 与能源学院 ， 广州 ５ １ ０ ０ ０ ６ ）
摘
要： 本 文 采用 化 学均 相 共沉 淀 法 ， 以 Ｙ（ Ｎ Ｏ ） ・ ６ Ｈ Ｏ、 Ａ Ｉ （ Ｎ Ｏ ） ， ・ ９ Ｈ Ｏ 和
球形 ； 当表面 活性 剂用 量增 大 到 ２ ％时 ， 粉体 又 开始 出现
团聚 （ 见图 ３ （ ｄ ） ） ， 且 出现 大块 颗 粒 ， 可 能 是 由 于 表 面 活 性
４ 结论
（ １ ）采用 均相共 沉淀法 可 以制备 出 Ｙ ｂ ： Ｙ Ａ Ｇ陶瓷纳
米 粉 末 ຫໍສະໝຸດ 剂 的 量过 量 （ 过饱 和 吸附 ） ， 伸 向溶 液 中的高 分子 长链 相 互 缠绕 ， 极 大 地 限制 了颗粒 的运 动 ， 从 而使 粘 度增 加 ． 导
（ １ ） 具 有较高 的纯度和分 散性 ； （ ２ ） 具 有较高 的烧结活性 ；
（ ３ ） 颗 粒 比较 均 匀 并 呈 球 形 ； （ ４ ）不 能 凝 聚 ， 而 且 也 不 会 出现 新 相［ ３ １ 。
Ｙ ＋ ＋ Ａ ｌ ） ＝ ０ ． ０ １ ５ ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ ， 尿 素为 ０ ． ５ ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ ， 称 取 一 定量 的 Ｙ ｆ
均相共 沉淀法 制备 了 Ｙ Ａ Ｇ纳 米粉体 。 通 过优化 粉体 的制
备工艺 条件 ， 获 得 了 分 散 性 能 良好 、 颗 粒 细 小 且 分 布 均 匀
、
形状 为椭 球形 的 Ｙ Ａ Ｇ 陶瓷粉 体 。
２ 实验 内容
Ｋ， Ｔ ＝ ３ ０ ０ Ｋ ） 、 低 膨 胀 系数 （ ｃ ｔ ＝ ７ ． ５ ｘ １ ０ － ６ Ｋ 一 ， Ｔ ＝ ３ ０ ０ Ｋ ） ， 以及 优
纯） 为 原料 ， 尿素 （ 分 析纯 ） 为沉淀 剂 ， 聚乙二 醇 ４ ０ ０ （ Ｐ Ｅ Ｇ） 为表 面活性 剂 ， 通过 均相共 沉淀 法制备 Ｙ Ａ Ｇ粉体 。按照
钇 铝石 榴 石 Ｙ １ ０ 。 的 化 学 计 量 比 ｎ （ Ｙ） ： ｎ （ Ａ １ ） ＝ ５ ： ３ ， ｃ （
Ｙ ｂ （ Ｎ Ｏ ３ ） ３ ・ ５ Ｈ ２ ０为原料 ， 尿素作 为沉淀剂 ， 聚 乙二 醇 ４ ０ ０为 表 面 活 性 剂 ， 制 备 了Ｙ ｂ ： ＹＡ Ｇ陶 瓷 纳 米 粉 体 。 利 用 扫 描 电镜 、 Ｘ 射 线 衍 射 对 纳米 陶 瓷 粉 体 的 形
貌、 物 相 结 构 进 行 了分 析 。结 果 表 明 ： 化 学 反 应 过 程 中 添 加 一 定 量 的 表 面 活
致 颗 粒 团 聚
性剂 ， 能获 得 尺 寸 均 匀 、 分散性好 、 无 明显 团 聚 的纳 米 粉 体 。
关键 词 ： Ｙ Ａ Ｇ 陶瓷 纳 米 粉 体 ； 表面活性剂 ： 均 相 共 沉 淀 法
１ 前 言
钇铝石 榴 石简称 Ｙ Ａ Ｇ （ ｙ ｔ ｔ ｒ ｉ ｕ ｍ ａ ｌ ｕ ｍ ｉ ｎ ｕ ｍ ｇ ａ ｒ ｎ ｅ ｔ ） ， 具 有稳 定 的化 学性 能 。以及优 良的光学 性 能和高 温力 学性 能、 高硬 度（ 莫 氏硬度 达 ８ ～ ８ ． ５ ） 、 高热 导 系数（ ｋ ＝ ０ ． １ ３ Ｗ， ｍ・
（ 见图 ３ （ ｂ ） ， 粉 体分 散性得 到较大 改善 ； 随 着 表 面 活 性 剂 Ｙ Ａ Ｇ粉 体 的 物 相 组 成 。这 是 由于 Ｐ Ｅ Ｇ ４ ０ ０不 会 明 显 影 响 用 量进 一步 加大 ， Ｐ Ｅ Ｇ ４ ０ ０的 用 量 为 １ ％时 。粉 体 颗 粒 基 反应 过 程 ，高温 煅烧 时 Ｐ Ｅ Ｇ ４ ０ ０在 ３ ０ ０ ￣ Ｃ 左右 分解 成气 本 没有 团聚 （ 见图 ３ （ Ｃ ） ） ， 分 散 性 良好 ， 且 形 状 为 圆 润 的椭 体 ， 被释放 出来 ， 没有残渣 ， 故不会改 变物相组 成。
陶 瓷［ ２ １ 。 本 文 所 采 用 的透 明 陶 瓷 原 料 需 要 具 有 以下 性 能 ：
本 文 以 Ｙ（ Ｎ Ｏ ３ ） ３ ・ ６ Ｈ ２ Ｏ（ 分析 纯 ） 、 Ａ Ｉ （ Ｎ Ｏ ３ ） ３ ・ ３ Ｈ ２ ０（ 分析
Ｎ Ｏ ３ ） ３ ・ ６ Ｈ ２ ０和 Ａ Ｉ （ Ｎ Ｏ ３ ） ３ ・ ３ Ｈ ｚ Ｏ溶解 于去 离子 水 中 ； 然 后滴
加一定 量 的聚乙二醇 ４ ０ ０ ． 放在水 浴搅拌器 中加热 混合溶
自 Ｗｉ ｔ ｈ等 人 第 一 次 制 造 出 了 以 多 晶 陶 瓷 为 基 质 的 液 至 ９ ０ ℃， 保温 ４ ｈ ， 陈化 ４ ｈ ； 取上 层 清水 滴加 氨 水 ， 当清
有： 固相 反 应 法 、 水（ 醇） 热法 、 溶胶凝 胶法 、 化 学 共 沉 淀 法 下 煅 烧 ３ ｈ ． 获得掺杂浓度 为 ２ ａ ｔ ％的 Ｙ ｂ ： Ｙ Ａ Ｇ粉末 。 等 。 本 文 通 过 在 化 学 反 应 过 程 中添 加 表 面 活 性 剂 ， 采 用 ２ ． ２ 样 品的表征
固态激 光器 。 Ｙ Ａ Ｇ透 明 陶瓷 的合成 一直 受 到研究 者 的广 水 无 反 应 时 ， 即反应 完全 ； 最后将 先驱体 水洗 、 醇洗 ， 得 到 泛 关注 。针对 Ｙ ＡＧ粉体 的制备 。 目前主 要所采 用 的方法 的透 明滤 饼在 １ ２ ０ ￣ Ｃ 下 干燥 ３ ｈ ． 并 且研 磨 ： 随后在 １ ２ ０ ０ ｏ Ｃ
Ｒｅ ｓ ｅａ ｒ ｃ ｈ ＆ Ｄｉ ｓ ｃ ｕ ｓ ｓ ｉ ｏｎ
研 究 与 探 讨
Ｙ ｂ ： Ｙ Ａ Ｇ陶瓷纳米粉体 的研究
董俭 ， 吴起 白， 张海燕 ， 曹晓国， 薛 如 峰
（ 广东工业大学材料 与能源学院 ， 广州 ５ １ ０ ０ ０ ６ ）
摘
要： 本 文 采用 化 学均 相 共沉 淀 法 ， 以 Ｙ（ Ｎ Ｏ ） ・ ６ Ｈ Ｏ、 Ａ Ｉ （ Ｎ Ｏ ） ， ・ ９ Ｈ Ｏ 和
球形 ； 当表面 活性 剂用 量增 大 到 ２ ％时 ， 粉体 又 开始 出现
团聚 （ 见图 ３ （ ｄ ） ） ， 且 出现 大块 颗 粒 ， 可 能 是 由 于 表 面 活 性
４ 结论
（ １ ）采用 均相共 沉淀法 可 以制备 出 Ｙ ｂ ： Ｙ Ａ Ｇ陶瓷纳
米 粉 末 ຫໍສະໝຸດ 剂 的 量过 量 （ 过饱 和 吸附 ） ， 伸 向溶 液 中的高 分子 长链 相 互 缠绕 ， 极 大 地 限制 了颗粒 的运 动 ， 从 而使 粘 度增 加 ． 导
（ １ ） 具 有较高 的纯度和分 散性 ； （ ２ ） 具 有较高 的烧结活性 ；
（ ３ ） 颗 粒 比较 均 匀 并 呈 球 形 ； （ ４ ）不 能 凝 聚 ， 而 且 也 不 会 出现 新 相［ ３ １ 。
Ｙ ＋ ＋ Ａ ｌ ） ＝ ０ ． ０ １ ５ ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ ， 尿 素为 ０ ． ５ ｍ ｏ ｌ ／ Ｌ ， 称 取 一 定量 的 Ｙ ｆ
均相共 沉淀法 制备 了 Ｙ Ａ Ｇ纳 米粉体 。 通 过优化 粉体 的制
备工艺 条件 ， 获 得 了 分 散 性 能 良好 、 颗 粒 细 小 且 分 布 均 匀
、
形状 为椭 球形 的 Ｙ Ａ Ｇ 陶瓷粉 体 。
２ 实验 内容
Ｋ， Ｔ ＝ ３ ０ ０ Ｋ ） 、 低 膨 胀 系数 （ ｃ ｔ ＝ ７ ． ５ ｘ １ ０ － ６ Ｋ 一 ， Ｔ ＝ ３ ０ ０ Ｋ ） ， 以及 优
纯） 为 原料 ， 尿素 （ 分 析纯 ） 为沉淀 剂 ， 聚乙二 醇 ４ ０ ０ （ Ｐ Ｅ Ｇ） 为表 面活性 剂 ， 通过 均相共 沉淀 法制备 Ｙ Ａ Ｇ粉体 。按照
钇 铝石 榴 石 Ｙ １ ０ 。 的 化 学 计 量 比 ｎ （ Ｙ） ： ｎ （ Ａ １ ） ＝ ５ ： ３ ， ｃ （
Ｙ ｂ （ Ｎ Ｏ ３ ） ３ ・ ５ Ｈ ２ ０为原料 ， 尿素作 为沉淀剂 ， 聚 乙二 醇 ４ ０ ０为 表 面 活 性 剂 ， 制 备 了Ｙ ｂ ： ＹＡ Ｇ陶 瓷 纳 米 粉 体 。 利 用 扫 描 电镜 、 Ｘ 射 线 衍 射 对 纳米 陶 瓷 粉 体 的 形
貌、 物 相 结 构 进 行 了分 析 。结 果 表 明 ： 化 学 反 应 过 程 中 添 加 一 定 量 的 表 面 活
致 颗 粒 团 聚
性剂 ， 能获 得 尺 寸 均 匀 、 分散性好 、 无 明显 团 聚 的纳 米 粉 体 。
关键 词 ： Ｙ Ａ Ｇ 陶瓷 纳 米 粉 体 ； 表面活性剂 ： 均 相 共 沉 淀 法
１ 前 言
钇铝石 榴 石简称 Ｙ Ａ Ｇ （ ｙ ｔ ｔ ｒ ｉ ｕ ｍ ａ ｌ ｕ ｍ ｉ ｎ ｕ ｍ ｇ ａ ｒ ｎ ｅ ｔ ） ， 具 有稳 定 的化 学性 能 。以及优 良的光学 性 能和高 温力 学性 能、 高硬 度（ 莫 氏硬度 达 ８ ～ ８ ． ５ ） 、 高热 导 系数（ ｋ ＝ ０ ． １ ３ Ｗ， ｍ・
（ 见图 ３ （ ｂ ） ， 粉 体分 散性得 到较大 改善 ； 随 着 表 面 活 性 剂 Ｙ Ａ Ｇ粉 体 的 物 相 组 成 。这 是 由于 Ｐ Ｅ Ｇ ４ ０ ０不 会 明 显 影 响 用 量进 一步 加大 ， Ｐ Ｅ Ｇ ４ ０ ０的 用 量 为 １ ％时 。粉 体 颗 粒 基 反应 过 程 ，高温 煅烧 时 Ｐ Ｅ Ｇ ４ ０ ０在 ３ ０ ０ ￣ Ｃ 左右 分解 成气 本 没有 团聚 （ 见图 ３ （ Ｃ ） ） ， 分 散 性 良好 ， 且 形 状 为 圆 润 的椭 体 ， 被释放 出来 ， 没有残渣 ， 故不会改 变物相组 成。
