[发明专利]制备基于钇的氧化物、铝的氧化物和任选的至少一种其它元素的氧化物的粉末的方法

说明书

本发明涉及一种制备基于钇的氧化物、铝的氧化物和任选的至少一种其它元素的氧化物的粉末的方法，包括以下步骤：a)将至少一种单体和至少一种来自聚醚类的聚合物加入到含钇、铝和任选的至少一种其它元素的溶液中的步骤，所述钇、铝和任选的至少一种其它元素处于阳离子形式，所述单体包含至少一个烯基和至少一个能够形成氢键的极性基团；b)通过使在a)中加入的单体聚合来获得捕获有所述溶液的凝胶的步骤；c)通过使在b)中获得的凝胶脱水来获得干凝胶的步骤；d)通过对在c)中获得的干凝胶进行热处理来获得所述粉末的步骤。

技术领域

本发明涉及一种制备基于钇的氧化物、铝的氧化物和任选的至少一种其它元素的氧化物的粉末的方法。

该方法可尤其用于制造可尤其用作光学元件的透明陶瓷。

背景技术

通常，与单晶陶瓷相比，透明陶瓷且更尤其是多晶陶瓷特别是在激光腔中用作放大器介质时更受青睐。事实上，这种陶瓷具有许多优点，其中之一就是结合不同的化学组成能够赋予它们复杂的形状。

当这些陶瓷具有简单的化学组成时，即具有式Y₃Al₅O₁₂的石榴石型氧化物化学组成的情况(通过首字母缩写也称为YAG)，它们通常通过以所需的化学计量比形成氧化钇(Y₂O₃)和氧化铝(Al₂O₃)粉末的混合物并对其进行反应性烧结而获得，如Journal of theEuropean Ceramic Society,20,2000,p.2169-2174中所述。在这种方法中，反应性烧结的目的既是为了合成所需的结晶相，也是为了使粉末的初始颗粒之间具有良好的结合(换句话说，这相当于致密化现象)。尽管可以考虑采用这种类型的方法来合成仅含两种阳离子的混合氧化物(这是具有式Y₃Al₅O₁₂的YAG化合物的情况)，但是难以实施该方法来制备取代的或掺杂的YAG陶瓷，例如因被动的可饱和吸收性能而闻名的记为(YAG：Cr4⁺)的铬掺杂的YAG化合物(换句话说，一部分的铝被铬取代的YAG化合物)。事实上，在这种情况下，YAG相中所含的铬含量非常低。而如J.Am.Soc.79(1996)507-509中所记载的，通过氧化钇、氧化铝和氧化铬的粉末的简单混合物来获得铬的均匀分布是非常复杂的。此外，为了使铬稳定在所需的氧化态(+IV)，可能需要在陶瓷中加入额外的元素，并且对于式Y_2.994Ca_0.006Al_4.995Cr_0.005O₁₂或Y₃Al_4.985Mg_0.01Cr_0.005O₁₂的透明陶瓷便是这种情况，其中，铬(+IV)分别被钙(+II)和镁(+II)稳定。对于这些含两种以上阳离子的混合氧化物，其中一些阳离子(如上文所述，铬、镁和钙)的含量非常低，形成粉末的混合物以及反应性烧结的使用会导致化学不均匀性(例如，不受控制的成分梯度和相分离的形式)和微结构不均匀性(例如，孔隙的形式)，这是在这些陶瓷用作光学元件的阻止型缺陷。