环氧树脂改性自发凝固成型制备YAG透明陶瓷

摘要

YAG透明陶瓷具有良好的光学和力学性能,广泛应用于激光增益介质与光学窗口等领域,制备大尺寸/复杂形状YAG透明陶瓷是目前研究的热点与难点。作为一种新型胶态成型技术,自发凝固成型在制备大尺寸陶瓷方面已显示出一定优势,然而该体系存在浆料固化速率慢、素坯强度低等问题。本工作以水溶性环氧树脂乙二醇二缩水甘油醚(EGDGE)对自发凝固成型体系进行改性,采用高温固相合成法制备了不同EGDGE含量的YAG透明陶瓷,研究EGDGE对浆料流变性、凝胶强度、素坯孔隙率和烧结后陶瓷微结构与光学性能的影响。结果表明:添加EGDGE有效增强了浆料的凝胶固化能力,解决了YAG素坯干燥变形和开裂等问题。当EGDGE添加量为质量分数0.8%时,在1700℃下真空烧结6 h并在1650℃下180 MPa热等静压烧结3 h,成功制备了90 mm×30 mm×4.5 mm的YAG透明陶瓷,它在1064 nm处直线透过率为80.8%。这为大尺寸/复杂形状YAG透明陶瓷的制备提供了新途径。