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摘 要：使用喷雾造粒工艺以无水乙醇作为基浆料制备Nd：YAG透明陶瓷粉体，系统研究其固含量来获得致密球形状Nd：YAG颗粒。根据其流变性、尺寸大小、形态分布、松装密度、振实密度以及光学透过率作为判断依据来选择最优固含量。结果表明固含量为42.0 wt.%的颗粒分布接近单分散，球形均匀密实，平均粒径约为35μm。在60MPa压力下，会被彻底粉碎，颗粒没有明显的颗粒空隙。制成的Nd：YAG透明陶瓷具有均匀的元素分布与精细的结构，且具有良好的光学特性，在1064nm处的光学透过率高达84.90%。32034
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毕业论文关键词：喷雾造粒 Nd：YAG透明陶瓷 固含量
Characterization of spray granulated Nd:YAG particles for transparent ceramics
Abstract: YAG transparent ceramic powders were prepared by spray drying method with anhydrous ethanol suspension.Solid content of suspension for spray drying was systematically investigated to obtain spherical and dense Nd: YAG granulated particles. The rheological behavior, morphology, size and distribution, apparent and tap densities, and transmittance measurements were used as judgment basis to guide the selection of solid content of suspension. The balanced solid content were 42.0 wt.%. The granulated particles exhibited close to mono-dispersed, spherical and uniform dense aggregates, and mean size was ~35 μm. Under 60 MPa pressure, the granules were completely crushed without obvious inter-granules void. The homogeneous element distribution and fine microstructure provided high optical quality of Nd: YAG ceramics and the transmittance at 1064 nm reached up to 84.90%.
Keywords: Spray drying Nd:YAG Transparent ceramics Solid content
目录
1. 绪论 1
1.1 透明陶瓷概述.1
1.2 YAG透明陶瓷概述 1
1.3 喷雾造粒工艺的发展现状和优点 1
1.4 喷雾造粒工艺过程概述 2
1.4.1 雾化 2
1.4.2 液滴-颗粒的转化 2
1.4.3 粒子的收集 3
1.5 研究的目的与内容 3
1.5.1研究的目的 3
1.5.2研究的内容 3
2. 材料及实验细节 3
2.1 浆料的制备 3
2.2 喷雾造粒 4
2.3 陶瓷制备 5
2.4 特性 5
3. 结果与分析 5
3.1 对喷雾造粒固含量的优化 5
3.2 颗粒的微观结构 10
3.3 造粒颗粒的破碎性 11
3.4 制成陶瓷的微观结构和光学透过率 12
4. 结论 15
参考文献..19
致谢..20
1. 绪论
1.1 透明陶瓷概述
我们一般常识中的陶瓷都是不透明的，如古代的陶瓷器艺术品与我们生活中常用的陶瓷器生活器皿。但是，光学研究中使用的陶瓷必须要像玻璃一样是透明的，这种陶瓷就是透明陶瓷。陶瓷不透明的原因是其中含有杂质和气孔，当光线照射时，会产生吸收和散射。所以，只要选用纯度较高的材料，并去除其中的杂质和气孔后，陶瓷就会变得透明。
1.2 YAG透明陶瓷概述
YAG全名为钇铝石榴石，化学式为Y3Al5O12，是一种复合氧化物，属于立方晶系，结构为石榴石结构。YAG材料有单晶、透明陶瓷、玻璃,其中YAG透明陶瓷在高能激光领域属于一种非常有前景的材料。与单晶体和玻璃相比制造成本低，制造时间短，在尺寸和几何形状上没有明显缺陷[1-3]。其中具有更好的均匀性与更大的掺杂度的Nd：YAG透明陶瓷更加具有吸引力，已被广泛应用于激光武器、测量、工业与医疗等领域[4-5]，并且被证明是输出效率最高效果最佳的激光材料[6-7]。