ZrO2对Ho∶(Y0.7Sc0.3)2O3激光陶瓷致密化和光学性能的影响

作者：白雨晨; 张俊宇; 赵洪阳^*; 赵瑾; 章健; 王士维

来源：人工晶体学报, 2021, 50(06): 1016-1022.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.20210507.001

• Ho∶(Y0.7Sc0.3)2O3
• 激光陶瓷
• 光学性能
• ZrO2
• 热等静压

2μm波段处于人眼安全波长,在医疗、加工、红外探测与对抗,以及大气环境监测等军、民两用领域有着重要潜在和实际应用。Ho3+掺杂倍半氧化物陶瓷具有宽的吸收和发射光谱、高热导率以及低声子能量等优点,是一类重要的2μm波段激光材料。通过材料固溶原理,可以实现光谱更加宽化,这使其有可能成为一类性能优异的中红外固体激光材料。本文以商业Y2O3、Sc2O3以及Ho2O3粉体为原料,添加少量ZrO2(原子比为0～1.0%)作为烧结助剂,采用真空预烧,结合热等静压烧结的工艺,成功制备出高透明的0.5%Ho∶(Y0.7Sc0.3)2O3陶瓷。研究了ZrO2掺杂浓度(0～1.0%)对Ho∶(Y0.7Sc0.3)2O3激光陶瓷致密化过程和光学性能的影响。通过添加ZrO2有效抑制了高温下Ho∶(Y0.7Sc0.3)2O3陶瓷晶粒的生长,掺杂1.0%ZrO2的Ho∶(Y0.7Sc0.3)2O3陶瓷经1 690℃下真空预烧结4 h和1 600℃/190 MPa热等静压烧结3 h后,其透过率在1 100 nm处达到79.1%(厚度为4.4 mm),接近理论透过率。

• 单位
  武汉工程大学; 中国科学院上海硅酸盐研究所