[发明专利]一种用于连接透明YAG陶瓷的玻璃焊料及连接方法

说明书

本发明公开了一种玻璃焊料连接透明YAG陶瓷的方法，属于焊接技术领域。本方法是将两块待焊YAG陶瓷表面打磨抛光平整；按“球磨‑烘干‑熔制‑浇注”路线制备玻璃焊料块体；将玻璃焊料块切割成薄片状；将玻璃焊料片放置于两块待焊陶瓷之间装配；将装配好的样品放入马弗炉中加热至焊接温度，保温一定时间后快速冷却；冷却后的接头再次放入马弗炉中进行退火，进而完成整个连接过程。所述玻璃焊料的组分为：La₂O₃：50％～60％，Al₂O₃：5％～10％，SiO₂：10％～20％，B₂O₃：10％～20％，BaO：5％～10％，K₂O：4％～8％，Y₂O₃：1％～6％。本发明能够获得兼具高强度和高透光度的YAG陶瓷接头，且没有明显降低YAG陶瓷的激光性能。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种用于连接YAG陶瓷的玻璃焊料及连接方法。

背景技术

YAG(Y₃Al₅O₁₂)透明陶瓷具有机械强度高、化学性质稳定以及在紫外、可见及红外波段均具有高透光率等优异性能，在固体激光器、导弹穹顶、红外窗口及透明装甲等领域有着广泛的应用前景。其中，YAG透明陶瓷最重要的用途就是用做激光器的工作物质。通过向YAG透明陶瓷中掺杂Cr³⁺、Nd³⁺等激活离子，能够实现激光输出。众所周知，激光器中工作物质的长度越大，激光输出功率越大。因此，为了构建高功率YAG激光器，就需要制备大尺寸的YAG透明陶瓷。然而由于烧结设备尺寸所限，大尺寸YAG透明陶瓷制备困难，且成本较高。将小尺寸部件通过连接技术制造成为大尺寸部件是解决上述问题的有效方法。

在众多陶瓷材料的连接方法中，玻璃焊料与陶瓷材料具有良好的化学相容性，且玻璃焊料的热膨胀系数可调，因此更适合陶瓷自身的连接。文献[J.Lin,P.Lin,R.Ao,L.Xing,T.Lin,P.He,J.Li,W.Yang,Journal of the European Ceramic Society,2020,41(4):2847-2854]中采用Bi₂O₃-ZnO-B₂O₃玻璃焊料连接YAG陶瓷，获得了优异的力学性能。但是钎缝由ZnAl₂O₄颗粒、Y₂O₃纳米线及残余玻璃相所组成，晶体的形成会恶化接头透光性。因此，为了获得高透光率的接头，必须获得完全玻璃态的焊缝。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于连接透明YAG陶瓷的玻璃焊料及连接方法，以获得兼具高强度和高透光度的YAG陶瓷接头。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于连接透明YAG陶瓷的玻璃焊料，按重量百分比计，该玻璃焊料组成如下：

La₂O₃：50％～60％，Al₂O₃：5％～10％，SiO₂：10％～20％，B₂O₃：10％～20％，BaO：5％～10％，K₂O：4％～8％，Y₂O₃：1％～6％。