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Nd：YAG粉体及透明陶瓷制备工艺研究的开题报告一、选题背景Nd：YAG（钇铝石榴石）是一种广泛应用于激光器、光纤通讯和生物医学等领域的重要材料。
制备Nd：YAG材料的常见方法包括固相反应、溶胶-凝胶法和共沉淀法等。
其中，溶胶-凝胶法可制备出高质量的Nd：YAG透明陶瓷，但其制备工艺复杂、成本高昂。
因此，探究简化溶胶-凝胶法制备Nd：YAG透明陶瓷的工艺是一项有意义的工作。
二、选题意义1.提高Nd：YAG透明陶瓷制备效率，缩短制备时间。
2.简化制备过程，减少制备成本。
3.采用新的方法和工艺，探究透明陶瓷制备的新途径。
三、研究内容1.研究合成Nd：YAG粉体的制备方法和工艺，包括原料选择、配比、烧结温度和时间等参数的控制。
2.研究制备Nd：YAG透明陶瓷的工艺，通过改变烧结工艺、烧结温度和时间等，优化产物性能。
3.对Nd：YAG粉体和透明陶瓷进行物理、化学性质的测试和表征。
四、预期成果1.建立一套简化制备Nd：YAG透明陶瓷的工艺。
2.获得具有良好物理、化学性能的Nd：YAG透明陶瓷。
3.为Nd：YAG材料的应用提供新的制备思路和方案。
五、研究方法1.采用固相反应法制备Nd：YAG粉体。
2.通过改变烧结温度和时间等，探究制备Nd：YAG透明陶瓷的优化工艺。
3.利用XRD、SEM、EDS、UV-Vis等测试手段对产物进行表征。
六、进度计划第1-2个月：阅读文献，了解Nd：YAG材料的制备研究现状。
第3-5个月：制备Nd：YAG粉体，对其性能进行测试分析。
第6-8个月：探究制备Nd：YAG透明陶瓷的优化工艺。
第9-10个月：对Nd：YAG透明陶瓷进行表征及性能测试。
第11-12个月：撰写论文并完成答辩。
Nd-YAG陶瓷激光器原理、性能与应用1 前言固体激光器是最重要的一种激光器，不但激活离子密度大，振荡频带宽，能产生谱线窄的光脉冲，而且具有良好的机械性能和稳定的化学性能。
其体积小、效率高、性能稳定等特点使其成为当前光电子技术领域的一个研究热点。
对于固体激光器来说有3种重要的激光介质：单晶、玻璃和陶瓷。
单晶工作物质的激光器体积小，性能可靠、稳定，并适用于各种连续和脉冲激光器件。
但提拉法生长单晶由于其生长周期长、价格昂贵、尺寸小及掺杂浓度低，使其性能和应用范围受到限制。
多年来材料科学工作者一直试图用玻璃、微晶玻璃、多晶陶瓷作为激光工作物质来替代单晶。
激光玻璃的突出优点是制备成本低，易实现大尺寸以及高的光学均匀性，但是，玻璃的热导率[一般低于1 W/(m·K)]远低于绝大多数激光晶体的，导致激光玻璃在以高平均功率工作时，材料内部产生大的热致双折射和光学畸变；这一点在强激光领域应用时表现得尤其突出，而且其激光效率与单晶材料相比也较低。
而且玻璃的硬度不够高、荧光线宽较宽和激光振荡阈值较高，不利于作为高性能的激光材料。
激光透明陶瓷具有很多单晶和玻璃所不具备的优点：和单晶相比，透明陶瓷具有掺杂浓度高，掺杂均匀性好，烧结温度低，周期短，成本低，质量可控性强，尺寸大，形状自由度大以及可以实现多层多功能激光器等优点；和玻璃相比，透明陶瓷具有单色性好，结构组成更为理想，热导率高和可承受的辐射功率高等优点。
由于陶瓷是多晶，其内部的晶界、气孔、晶格的不完整性等都会导致材料的不透明性及增加光的散射损失，因此将其用于激光介质存在一定困难。
为了制备和单晶激光性能相当的高品质、高透明度的激光陶瓷，人们做了大量的研究工作。
在所有的材料中，立方晶系的晶体，譬如石榴石型的晶体和稀土倍半氧化物，它们在沿光轴方向上的折射率差等于零而且可以提供低对称性的格位，是制备透明陶瓷的最佳选择，其中最具代表性的是Nd:YAG 透明陶瓷。
2 激光的产生原理2.1 理论基础【波尔兹曼统计分布】根据统计力学原理，大量相同粒子(原子、离子、分子)集合处于热平衡温度下，粒子数按能级的分布服从波耳兹曼分布规律，即N 2/N1∝exp[-(E2- E1)/kT]其中N2、N1 分别为能级E2和E1 上的粒子数。
摘要随着激光武器成为目前的热门研究方向，激光透明陶瓷散发出越来越闪耀的光芒，是未来高科技的前进方向。
本文主要介绍了影响陶瓷透明性的因素，以及制备透明陶瓷的方法，并简单介绍了目前国内外激光透明陶瓷的研究现状，以及取得的一系列成果。
使后来者能对透明陶瓷有基本的认识和了解，并加快透明陶瓷的研究步伐，为我国的国防事业贡献自己的一份力。
关键词：激光透明陶瓷YAG 激光武器abstractAs laser weapon becomes the current hot research direction, the laser emitting more sparkle of transparent ceramics, is the future direction of high-tech.This paper mainly introduces the factors that influence the ceramic transparency and the method of preparation of transparent ceramics at home and abroad and introduces the research status of laser transparent ceramics, as well as a series of achievements.Enable others to have basic knowledge and understanding of transparent ceramics, and quicken the steps of the research of transparent ceramics, for our country's national defense contribute an own strength.Keywords: laser transparent ceramic;YAG;laser weapon0引言透明陶瓷（transparent ceramics）是在50 年代末60 年代初发展起来的一类新型无机材料，既具有陶瓷固有的耐高温、耐腐蚀、高强高硬等特性，又具有玻璃的光学性质[1]。
Nd∶YAG纳米粉体的合成及透明陶瓷的烧结詹维超;曾群;王皓;修光捷;张庆茂【期刊名称】《陶瓷学报》【年(卷),期】2014(35)2【摘要】采用反向滴定共沉淀法,以商业Y2O3(99.99％)、Nd2O3(99.999％)、Al(NO3)3·9H2O(99.0％)等低价粉体为原料,乙醇为分散剂,以30 ml/min的速率滴定,制备出Nd∶YAG陶瓷粉体材料.对制备的粉体进行DSC-TG热重差热分析、XRD及红外光谱表征.将粉体进行压片后真空烧结,得到透明陶瓷.结果表明:通过共沉淀法制备的Nd∶YAG粉体,在900℃附近就已合成Nd∶YAG相,且在1000℃获得了颗粒均匀、分散性能好、粒径约50 nm的粉体,将粉体压片后,在1780℃真空条件下保温8h烧结出Nd∶YAG透明陶瓷.【总页数】5页(P149-153)【作者】詹维超;曾群;王皓;修光捷;张庆茂【作者单位】华南师范大学,广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室,广东广州510006;华南师范大学,广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室,广东广州510006;华南师范大学,广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室,广东广州510006;华南师范大学,广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室,广东广州510006;华南师范大学,广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室,广东广州510006【正文语种】中文【相关文献】1.湿化学法合成YAG纳米粉体及透明陶瓷 [J], 闻雷;张伟开;孙旭东;李乃哲;其鲁;何德坪;马伟民2.超临界流体干燥技术制备Nd∶YAG纳米粉体及透明陶瓷 [J], 谢慧财;杨儒;秦杰;李敏3.微波均相合成YAG纳米粉体及其可烧结性研究 [J], 王介强;陶文宏;高新睿;李勇;郑少华4.改进的共沉淀法制备YAG纳米粉体及透明陶瓷 [J], 马飞;曹林洪;刘天源5.溶胶-凝胶和冷冻干燥法制备Nd∶YAG纳米粉体及透明陶瓷的制备 [J], 王海丽;田庭燕;袁雷;王震因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
摘要作为目前研究的大热门，激光透明陶瓷已成为激光武器的重要元件。
本次实验用氧化钕，九水硝酸铝，六水硝酸钇，柠檬酸来制备YAG激光透明陶瓷，采用的是溶胶凝胶法，先用氧化钕制得硝酸钕，然后将原料混合，用恒温水浴进行凝胶，然后干燥得到前驱粉，最后对粉体进行烧结，最终制得激光透明YAG陶瓷。
并对制品进行粒度测试、并利用XRD射线分析仪进行分析，对制品性能进行测试。
关键词：YAG 激光透明陶瓷溶胶凝胶法AbstractAt present, laser transparent ceramics has become an important element of laser weapons.This experiment using neodymium oxide, aluminum nitrate, nine water six water yttrium nitrate and citric acid to the preparation of YAG laser transparent ceramics, by the sol gel method, first made with neodymium oxide, neodymium nitrate and then mixing raw materials, with a constant temperature water bath gel, and then get the precursor powder drying, finally to sintering of powders, eventually made transparent YAG laser ceramics.And the product particle size test, and analyzed by XRD ray analyzer, testing products performance.Keywords: YAG;Transparent ceramic laser;Sol gel method0引言陶瓷是我们日常生活中经常使用的东西，传统概念的陶瓷是指人工制成的硅酸盐无机非金属材料。
YAG透明陶瓷的制备与性能研究摘要：YAG陶瓷的最大的特点是对可见光和红外光有良好的透过性，此外，具有高温强度大，耐热性好，耐腐蚀性强的特点，广泛应用于照明系统。
本文系统研究了氧化铝原料粉体特征、添加剂的组成及其与氧化铝的混料工艺、烧结制度对透明氧化铝的透光性。
关键词：透明陶瓷YAG 固相反应法化学共沉淀法均相沉淀法正文：钇铝石榴石(简称YAG)具有立方结构,无双折射效应,高温蠕变小,光学性质和力学性能优异,广泛应用于激光器基质材料,还可用于制作高温可见光和红外窗口。
与YAG单晶体相比,YAG透明陶瓷可以满足制备大功率激光器所需的大尺寸样品和更高的掺杂浓度,因此在取代YAG单晶方面已显示出良好的应用前景,并成为近年来材料领域的一个研究热点。
本论文采用价格低廉的金属盐类为原料,合成了YAG超细粉体,并研制出高透过率的YAG透明陶瓷。
固相反应法制备YAG透明陶瓷一般需要较高的烧结温度,因而合成高活性的Y203和A1203粉体对于有效降低烧结温度极为重要。
分别以化学沉淀法和碳酸铝铵热分解法合成了高活性的Y203和α-A1203超细粉,利用固相反应法制备了YAG透明陶瓷。
混合粉体在1300℃煅烧2 h 后,完全转变为YAG相,比常规的YAG相生成温度低200℃。
该粉体经1700℃真空烧结15 h,获得了完全透明的YAG陶瓷,平均晶粒尺寸为12.7μm,在可见光波长范围内透光率达70%。
以上述Y203、α-A1203超细粉和市售高纯Nd203粉体为原料,采用固相反应法制备的1at％Nd:YAG透明陶瓷,可见光区透光率为5 3%。
与YAG陶瓷相比,Nd:YAG陶瓷的晶粒尺寸明显减少,经1700℃烧结15 h后的平均大小为5.8μm。
为进一步提高Nd：YAG的透光率,本文另采用碳酸铝铵分解法合成了活性更高的θ-A1203与γ-A120 3混合粉体,并以此为原料制备出光学性能更加优良的1 at％Nd:YAG 透明陶瓷。
