钆镓石榴石（GGG)透明陶瓷的制备与结构缺陷调控研究

透明钆镓石榴石(GGG)陶瓷可以掺入比单晶浓度更高的钕离子，且其热导率与单晶材料相当；重要的是陶瓷制备工艺可以克服提拉生长过程中Ga2O3组分的挥发问题，因此GGG透明陶瓷是新一代全固化高功率激光器工作物质的首选材料。本课题组以GGG透明陶瓷制备及结构缺陷为研究内容，提出了采用改性低温化学合成粉体为原料与添加剂辅助烧结技术相结合对微结构进行调控，制备透明GGG陶瓷的新思路。解决的主要问题：（１）采用湿化学方法在较低的温度下得到纯相的钆镓石榴石单相纳米粉，解决了Ga2O3组分的挥发问题，克服了由原料带来的杂质相弊端；（２）针对低气孔率、窄晶界和压力烧结带来的闭口气孔问题，在研究中除了利用分散性良好的粉体作为原料之外，还采用改进添加剂辅助真空烧结技术对显微结构进行调控；（３）借助体视学原理研究确定陶瓷微结构和透明度之间的定量关系，为制备低光学损耗的激光陶瓷提供一定的理论和实验依据。