[发明专利]一种凝胶注模制备YAG基芯壳结构棒状透明陶瓷的方法

权利要求书

1.一种凝胶注模制备YAG基芯壳结构棒状透明陶瓷的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将单体丙烯酰胺、交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺、分散剂柠檬酸铵、pH调节剂四甲基氢氧化铵与去离子水按一定比例混合，配制成预混液；

(2)将Re:YAG陶瓷粉体加入到所述预混液中，配制成固含量为48～50vol％的水基Re:YAG陶瓷浆料，然后球磨4～6h，球磨转速150～180r/min；

(3)球磨陶瓷浆料中加入催化剂四甲基乙二胺溶液后，真空除泡5～10min，再加入引发剂过硫酸铵溶液，超声搅拌1～3min；

(4)将步骤(3)得到的陶瓷浆料注入圆柱玻璃管模具中，凝胶固化12～20h后脱模，得到Re:YAG素坯；

(5)以脱模后的Re:YAG素坯为型芯放入圆柱玻璃模具中，在型芯周围注入固含量为50～52vol％的纯YAG陶瓷浆料，纯YAG陶瓷浆料的制备方式同Re:YAG陶瓷浆料，纯YAG浆料中丙烯酰胺单体含量为2～3wt％，凝胶成型YAG/Re:YAG；

(6)将脱模后的复合结构素坯先在30～40℃恒温恒湿箱中干燥10～15h，再升温至50～60℃干燥10～20h。

(7)将干燥后的复合结构素坯置于空气气氛中先360～380℃煅烧6～8h，再升温至600～900℃煅烧4～6h，最后将素坯置于真空炉中1700～1780℃烧结8～20h，得到芯壳结构YAG/Re:YAG透明陶瓷。

2.根据权利要求1所述的一种凝胶注模制备YAG基芯壳结构棒状透明陶瓷的方法，其特征在于，所述Re:YAG陶瓷粉体的化学通式为(Y_1-xRe_x)₃Al₅O₁₂，Re为稀土元素铈、镨、钕、钐、铕、铽、镝、钬、铒、铥或镱中的一种，x的范围是0.001～0.15。

3.根据权利要求1所述的一种凝胶注模制备YAG基芯壳结构棒状透明陶瓷的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述单体含量为陶瓷粉体的1.0～1.5wt％，交联剂含量为陶瓷粉体的0.1～0.15wt％，分散剂含量为陶瓷粉体的0.2～0.6wt％，pH调节剂含量为陶瓷粉体的1.0～2.0wt％。

4.根据权利要求1所述的一种凝胶注模制备YAG基芯壳结构棒状透明陶瓷的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述四甲基乙二胺溶液的质量分数为5～10％，四甲基乙二胺溶液的添加量为0.2～0.5vol％，过硫酸铵溶液的质量分数为20～30％，过硫酸铵溶液的添加量为0.5～1.0vol％。

5.根据权利要求1所述的一种凝胶注模制备YAG基芯壳结构棒状透明陶瓷的方法，其特征在于，步骤(6)中，30～40℃干燥时湿度为80～90％RH，50～60℃干燥时湿度为30～40％RH。

6.根据权利要求1所述的一种凝胶注模制备YAG基芯壳结构棒状透明陶瓷的方法，其特征在于，步骤(7)中，所述的在空气中煅烧升温速率为0.5～2℃/min升到360～380℃，5～10℃/min升到600～900℃。