研究发现，在放置过程中，随着放置时间的增长，制备的前驱体溶胶胶粒将不断 长大，一些胶粒之间的三维网络结构就会凝聚而成，降低了溶胶的纺丝性能。若将合 适的封端剂加入 YAG 纤维的前驱体溶胶中，即将惰性基团引入钇铝胶粒，将造成胶 粒间凝聚的阻碍，使纺丝性能提高。因此，溶胶—凝胶法制备 YAG 纤维的改进方法 是采用合适的封端剂，使溶液的纺丝时间延长[3]。

其次，掺杂某些金属离子可以使钇铝石榴石纤维的结晶温度下降，从而使研究的 成本降低。如 Zhihong Sun 等[20]采用 Y(NO3)3、Al(NO3)3、Co(NO3)2 和 H2O 作为原料， 通过 Co2+的引入,于 800℃时制得 YAG 晶体。

1.3  YAG 纤维的应用

1.3.1  YAG 纤维增强镍基高温合金

在 650～1000℃下，镍基高温合金高温强度较高,抗热腐蚀性能和抗氧化性良好, 广泛应用于制造核反应堆、火箭发动机、能源转换设备上的高温零部件和航空发动机 叶片等方面[21]。然而在 900℃以上时，该合金的蠕变性能迅速下降,对其应用形成了 限制。早期，研究人员将钨丝作为增强相制备复合材料,但是没有成功。后来，研究

人员又将 Al2O3 晶须作为增强材料,但是，由于制备出的复合材料稳定性不好，所以没 有被广泛使用。Mileiko 等[22]对其高温蠕变性能做了深入研究,指出 1100℃是镍基合金 的极限使用温度, 镍基高温合金无法使用于更高的温度,除非使用氧化物纤维等抗高 温蠕变性能优异材料作为增强材料,才能使其使用温度提高。研究人员以钇铝石榴石

纤维为增强材料,并且对该复合材料的高温蠕变性能进行深入研究，从中看出,在 1000℃ 下，镍基高温合金具有 285MPa 左右的蠕变强度,而在 1100℃下, 镍基高温合金的蠕 变强度快速降低至 132MPa,镍基高温合金在此温度下采用 25%的钇铝石榴石纤维作 为增强材料,其蠕变性能可以提高到具有 269MPa 左右的蠕变强度。复合材料的蠕变 性能随着温度持续升高至 1150℃，将降低至具有 100MPa 左右的蠕变强度[23]。

1.3.2 YAG 纤维做光纤激光材料

目前，开发、研究和应用最活跃的激光材料之一是稀土掺杂钇铝石榴石纤维,其 中，掺钕钇铝石榴石纤维(YAG:Nd)的性能最为优异,拥有最为大量的产量和最为广泛 的用途,主要的用途是用作重复频率高的脉冲激光器。Lebbou 等[24]采用 MPD 法制备 掺杂 0.2%Nd3+的钇铝石榴石纤维,在 1064nm 波长范围内，采用此种方法制备出的纤 维可以产生 10.1W 的激光。近年来，开发的掺 Yb 的钇铝石榴石激光纤维材料效率更 高,它的主要用途是成为高能系统中掺钕钇铝石榴石纤维激光材料的替代品。掺杂 Ce3+、Cr4+、Eu3+、Tb3+等稀土离子的高性能激光纤维随着激光技术的不断发展也不断 出现,使激光技术应用于更高领域的[25]。

1.3.3 YAG 纤维增强氧化物基陶瓷复合材料

没有氧化问题的氧化物纤维/氧化物陶瓷复合材料是目前最具有发展前景的高温 结构陶瓷材料。目前，已经制备出在空气环境下经过 1000h 的 1400℃高温老化处理而 非脆性断裂特性和机械性能不变的单晶 Al2O3 纤维/Al2O3 基复合材料。但是,现阶段的 复合材料在高于 1600℃的空气气氛中还不能够满足这样的要求。主要问题是在 1400℃ 以上，商业化的氧化物纤维的蠕变性和强度将迅速降低,纤维会粉化断裂,失去可以使 用的价值。钇铝石榴石纤维熔点较高，约为 1970℃左右，抗高温蠕变性能优越,在 1600℃ 的条件下可以持续使用数小时,钇铝石榴石纤维增强的 Al2O3 基复合材料的高温性能 和力学性能都很优越,因此可以在高温环境下使用[5]。