[发明专利]一种用于陶瓷光纤挤出成型的强韧性膏料的配制方法

说明书

本发明公开了一种用于陶瓷光纤挤出成型的强韧性膏料的配制方法，属于光纤制备技术领域。所述用于陶瓷光纤挤出成型的强韧性膏料的配制方法，具体是先将特制的粘结剂和凝胶剂按一定比例混合，并经过混合机、混炼机、挤出机等机器，充分混合后，制备出一种运用挤出成型得到陶瓷光纤的强韧性膏料。本发明提供的一种用于陶瓷光纤挤出成型的强韧性膏料的配制方法，结合了KL‑7系列粘结剂“流塑特性”和Isobam凝胶剂能够提供的三维网格内部结构，有助于提高成品韧性的特点，挤出制备强韧性陶瓷光纤素坯。

技术领域

本发明属于光纤制备技术领域，具体涉及一种用于陶瓷光纤挤出成型的强韧性膏料的配制方法。

背景技术

自1995年制备出世界上首块激光透明陶瓷以来，透明陶瓷以其可高浓度稀土离子的均匀掺杂、热导率高、生产周期短、成本低、易实现极限尺寸，为激光增益介质提供了充分的设计灵活性，使得激光器件向多元化、多功能化发展。目前，在光纤新材料选择和制备方面，美国空军实验室的科学家利用透明陶瓷材料，成功实现了直径30μm陶瓷光纤的制备和微、宏观表征，验证了作为光纤激光器增益介质的可行性。

陶瓷光纤所用的材料是最具有代表性的钇铝石榴石结构(Y₃Al₅O₁₂，YAG)透明陶瓷，具有用途广泛、光学性能好、量子效率高等优势，其良好的物化性能很好地适应高功率光纤激光器的要求。

然而，目前关于YAG陶瓷光纤制备的文献或专利不多，主要集中在日本Ikesue和美国空军实验室Kim、Fair等人的挤出成型和纺丝成型，以及上海光机所张龙、姜本学等人的注浆成型等(专利CN 104451953 B)。经过前期调研，专利CN 112390641A一种基于3D凝胶打印技术的YAG透明陶瓷光纤制备方法中提到了3D凝胶打印技术是较为创新的一种制备方法，但其制备原料的选择和操作流程相比较为复杂，设备条件高；西南技术物理研究所提及的有稀土离子掺杂的陶瓷光纤(专利CN 105565810A)和采用Isobam凝胶态浸涂技术(CN112341184A)，其也由于原料配比方面的缺陷易造成成型后韧性方面不足。

在YAG透明陶瓷光纤制备过程中，既要利用凝胶注模高素坯强度、净几尺寸、有机物少的特点，又要解决光纤柔韧性不足的问题。因此，非常有必要设计出适用于陶瓷光纤挤出成型的强韧性膏料来制备陶瓷光纤，使陶瓷光纤韧性好，成型体完整、不断裂。在传统的陶瓷挤出成型工艺中，为改善超细陶瓷光纤的可塑性及润滑性，强韧性膏料配方研发迫在眉睫。

发明内容

本发明的目的是提供一种陶瓷光纤强韧性膏料的配制方法，膏料使用一体型粘结剂，成型性良好，挤出成型的陶瓷光纤易加工，烧结后无残留。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于陶瓷光纤挤出成型的强韧性膏料的配制方法，先将特制的粘结剂和凝胶剂按一定比例混合，并经过混合机、混炼机、挤出机等机器，充分混合后，制备出一种运用挤出成型得到陶瓷光纤的强韧性膏料。具体包括如下步骤：

步骤一、按照透明陶瓷材料Y₃Al₅O₁₂分子式的化学计量比称取高纯氧化物原料粉体，除杂预处理；

步骤二、向步骤一的原料粉体中加入由南昌虹盾技术材料有限公司生产的KL系列粉体粘结剂组成预混粉体，在混合机中进行粉体混合；

步骤三、向Isobam凝胶剂粉体中加入去离子水、分散剂，得到预混液；

步骤四、将预混液中加入烧结助剂和步骤二得到的混合粉体，在捏合机中进行充分混合，得到混合膏料；

步骤五、将混合膏料放进混炼机进行混炼，经熟化处理即可得到可实现挤出成型所需的强韧性膏料。