[发明专利]一种磁光陶瓷及其制备方法和应用

说明书

本申请公开了一种磁光陶瓷及其制备方法和应用。所述磁光陶瓷的化学式为A₂Ti₂O₇；其中，A为具有磁光效应的稀土离子。本申请使用高温固相法制备多晶粉体，该方法原料利用率高，采用真空钨丝炉烧结成功制备出A₂Ti₂O₇透明陶瓷，在1064nm波长下Verdet常数与TGG相当，可应用于磁光器件中。

技术领域

本申请涉及一种磁光陶瓷及其制备方法和应用，属于陶瓷材料技术领域。

背景技术

近年来,随着透明陶瓷制备技术的快速发展,透明陶瓷在力学、光学、热学等方面的优势日益凸显,也为磁光材料的发展提供了新的途径。磁光陶瓷正成为近年来出现的一种新型的磁光材料。磁光陶瓷的热导率和磁光晶体相当,热扩散性能较好,可以有效防止激光过程中的热损伤。和晶体相比,磁光陶瓷材料制备周期短、成本低、更容易获得较大的尺寸,能够做成大口径的磁光元件；并且其断裂韧性高,抗热震性能好。这些性能上的优势满足了高功率激光器对磁光材料的性能要求,使得磁光陶瓷具有很好的应用前景。

而烧绿石型稀土钛酸盐透明陶瓷自身具备阻挫现象。阻挫现象是自然界相当普遍的一种现象，它指的是体系内部各单元的能量因为相互竞争，从而导致无法同时满足每个个体能量都最低的一种现象。因此最后的结果是：任何一方都无法取得支配性的地位，而这些“竞争中的失败者”将会影响整个系统的性质，如光学、电学、磁学性质都会发生改变。

发明内容

为解决上述问题，本申请提供了一种烧绿石型稀土钛酸盐磁光透明陶瓷(A₂Ti₂O₇)以及A₂Ti₂O₇多晶原料制备、陶瓷制备以及陶瓷磁光性能探究。

本申请的一个方面，提供了一种烧绿石型稀土钛酸盐磁光陶瓷，所述磁光陶瓷的化学式为A₂Ti₂O₇；

其中，A为具有磁光效应的稀土离子。

可选地，所述磁光陶瓷中，稀土离子浓度高；A位离子可选范围广；

可选地，所述A为+3价金属离子；

可选地，所述+3价金属离子与Ti⁴⁺的离子半径比r(A³⁺)/r(Ti⁴⁺)为1.46～1.78；

可选地，所述A选自Y³⁺、Gd³⁺、Tb³⁺、Ho³⁺、Dy³⁺、Er³⁺、Tm³⁺、Yb³⁺、Lu³⁺中的至少一种。

可选地，所述磁光陶瓷在1064nm波长下的费尔德常数为-30rad/m/T～-48rad/m/T；

可选地，所述磁光陶瓷为Er₂Ti₂O₇时，所述磁光陶瓷在1064nm波长下的费尔德常数为-48rad/m/T；

可选地，所述磁光陶瓷为Ho₂Ti₂O₇时，所述磁光陶瓷在1064nm波长下的Verdet常数为-30rad/m/T。

本申请的另一个方面，提供一种上述的烧绿石型钛酸盐磁光陶瓷的制备方法，所述制备方法包括：