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为了制备出透明的Nd3+:Gd3Ga5O12(GGG)激光透明陶瓷,工作中以制得较均匀、粒度小、分散性好的合适制备Nd3+:GGG透明陶瓷前期原料为目标,采用了溶胶-凝胶法与液相共沉淀法制备粉体。
采用溶胶-凝胶法合成了Nd:GGG激光陶瓷的多晶前驱粉体。利用XRD、SEM、荧光光谱分析对Nd:GGG纳米粉体进行了分析。实验发现,稳定溶胶-凝胶的形成受络合剂、溶液pH值、反应温度和凝胶干燥过程的影响;XRD分析结果表明:样品属于立方晶体结构,其空间群为Ia3d,其晶格常数为:A=12.37A,且随着温度的升高,粉体粒径逐渐长大;SEM观察发现,获得了单分散、形状规则类似球形的Nd:GGG纳米粉。烧结1000℃,12小时得到了GGG纯相;从荧光光谱可以看出荧光发射的最强峰位于1062.7nm处,是Nd3+的4F3/2→4I11/2能级跃迁导致的荧光发射。而采用碳酸盐共沉淀法所制备的合成GGG粉料的测试结果显示:形成GGG纯相烧结条件为1100℃,15小时。
另外,我们还在工作中进行了铒掺杂GGG的研究工作。其XRD,SEM分析的结果和采用这两种方法合成的Nd:GGG激光陶瓷的多晶前驱粉体的分析结果相似。而对合成的Er:GGG多晶粉体进行的荧光光谱分析可看出,荧光发射的最强峰位于1533nm处,是Er3+的4I13/2→4I15/2的能级跃迁导致的荧光发射。