無機(jī)光學(xué)透明材料

內(nèi)容概要

透明陶瓷是先進(jìn)陶瓷材料中十分獨(dú)特的一個(gè)分支。就其化學(xué)組分、相結(jié)構(gòu)和制備工藝以及發(fā)到有要求而言，透明陶瓷是當(dāng)前先進(jìn)陶瓷領(lǐng)域中化學(xué)與相組成最為純凈、致密度最高、工藝要求嚴(yán)格，同時(shí)性能要求最苛刻的一類陶瓷材料。本書一方面較全面地介紹了近年來國(guó)內(nèi)外特別是我國(guó)在透明陶瓷研究與開發(fā)中的進(jìn)展，另一方面也以較為通俗的語言介紹了透明陶瓷的知識(shí)、發(fā)展和應(yīng)用，可為更廣泛的讀者較全面了解透明陶瓷這一領(lǐng)域提供參考。第一章簡(jiǎn)要介紹透明陶瓷的概念和光學(xué)透明特性；第二章主要介紹并討論了透明陶瓷的工藝；第三章主要介紹了燈用透明陶瓷氧化鋁陶瓷部件的制備與應(yīng)用；第四章論述了激光陶瓷的發(fā)展以及我所在這方面的部分研究進(jìn)展；第五章介紹透明閃爍陶瓷，重點(diǎn)介紹了我所在這方面最新的工作；第六章簡(jiǎn)述了透明陶瓷在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用；第七章是總結(jié)與展望。

書籍目錄

第一章  透明陶瓷概述及其光學(xué)透明性的影響因素　§1.1  透明陶瓷簡(jiǎn)介    1.1.1  基本概念    1.1.2  透明陶瓷的種類    　一、按組分劃分   　 二、按功能劃分　§1.2  影響陶瓷透明性的因素    1.2.1  陶瓷的透光原理    1.2.2  影響陶瓷透明性的因素    　一、原料（粉體）的影響    　二、燒成工藝   　 三、陶瓷微觀結(jié)構(gòu)對(duì)陶瓷透明性的影響   　 四、表面加工光潔度    小結(jié)    參考文獻(xiàn)第二章  透明陶瓷的制備工藝　§2.1  粉料制備    2.1.1  固相反應(yīng)-機(jī)械粉碎法  　  一、固相反應(yīng)合成物相    　二、球磨機(jī)械粉碎    　三、其他機(jī)械粉碎方法    2.1.2  化學(xué)合成法    　一、醇鹽水解法    　二、化學(xué)共沉淀法    　三、溶膠-凝膠法    　四、水（醇）熱法    　五、燃燒法    　六、噴霧熱解法    　七、自蔓延高溫合成法　§2.2  成型工藝    2.2.1  干壓成型    2.2.2  等靜壓成型    2.2.3  注射成型    2.2.4  擠出成型　§2.3  燒結(jié)工藝    2.3.1  透明陶瓷燒結(jié)的基本要求    2.3.2  熱壓燒結(jié)    2.3.3  熱等靜壓燒結(jié)    2.3.4  真空與氣氛燒結(jié)    2.3.5  微波快速燒結(jié)    2.3.6  放電等離子快速燒結(jié)    2.3.7  激光燒結(jié)    2.3.8  低溫?zé)Y(jié)    2.3.9  納米透明陶瓷    參考文獻(xiàn)第三章  透明陶瓷材料在照明行業(yè)中的應(yīng)用　§3.1  高強(qiáng)度氣體放電燈簡(jiǎn)介    3.1.1  電光源的分類和綠色照明    3.1.2  高壓鈉燈    3.1.3  陶瓷金鹵燈　§3.2  國(guó)內(nèi)在透明陶瓷燈管制備方面的研究進(jìn)展    3.2.1  國(guó)內(nèi)發(fā)展近況    3.2.2  國(guó)際上有關(guān)高強(qiáng)度氣體放電燈管的關(guān)鍵技術(shù)    3.2.3  一體化陶瓷燈管制備技術(shù)研究  　  一、一體化陶瓷燈管用粉體的制備和改型  　  二、適合一體化透明陶瓷管制備的柔性成型技術(shù)   　 三、適合一體化透明陶瓷管制備的脫脂、燒結(jié)技術(shù)　§3.3  其他透明陶瓷材料在照明領(lǐng)域中的應(yīng)用    3.3.1  釔鋁石榴石    3.3.2  氧化鋁單晶透明材料（藍(lán)寶石）    3.3.3  其他透明陶瓷    參考文獻(xiàn)第四章  激光陶瓷　§4.1  激光原理    4.1.1  愛因斯坦的A、B系數(shù)    4.1.2  激光原理　§4.2  激光發(fā)展過程    4.2.1  激光發(fā)展過程    4.2.2  固體激光器的發(fā)展　§4.3  目前主要的激光材料    4.3.1  激光器件對(duì)激光工作物質(zhì)的要求    4.3.2  目前主要的激光材料    4.3.3  陶瓷材料作為激光工作物質(zhì)的可能性  　  一、目前激光工作物質(zhì)存在的主要問題  　  二、陶瓷作為激光工作物質(zhì)的可能性   　 三、目前激光陶瓷材料的研究進(jìn)展　§4.4  YAG基透明激光陶瓷    4.4.1  釔鋁石榴石的結(jié)構(gòu)與性能 　   一、石榴石的晶體結(jié)構(gòu)  　  二、Nd：YAG單晶的性質(zhì)    4.4.2  YAG粉體的合成技術(shù)   　 一、Y2O3-Al12O3二元系統(tǒng)相圖    　二、YAG粉體的制備    4.4.3  透明YAG激光陶瓷的發(fā)展    4.4.4  YAG透明陶瓷的物理性能、光譜性能以及激光實(shí)驗(yàn)    4.4.5  YSAG透明陶瓷的物理性能、光譜性能以及激光實(shí)驗(yàn)    　一、材料的光譜特性    　二、激光輸出實(shí)驗(yàn)    　三、激光實(shí)驗(yàn)結(jié)果　§4.5  透明倍半氧化物激光陶瓷的發(fā)展    參考文獻(xiàn)第五章  無機(jī)閃爍陶瓷材料　§5.1  無機(jī)閃爍材料及其應(yīng)用概述    5.1.1  無機(jī)閃爍材料的概述    5.1.2  典型的無機(jī)閃爍材料　§5.2  閃爍材料的一些重要性能    5.2.1  透明性    5.2.2  X射線阻擋能力    5.2.3  光輸出    5.2.4  衰減速度和余輝    5.2.5  輻照損傷　§5.3  典型的稀土摻雜陶瓷閃爍體簡(jiǎn)介    5.3.1  稀土摻雜陶瓷閃爍體概述    5.3.2  Gd2O2S：Pr，Ce，F(xiàn)（GOS）    5.3.3  Gd3Ga3O12：Cr，Ce（GGG）    5.3.4  （Y，Gd）2O3：Eu，Pr（YGO）透明閃爍材料　§5.4  稀土摻雜Y2O3-Gd2O3透明陶瓷閃爍體    5.4.1  結(jié)構(gòu)介紹    5.4.2  Y2O3-Gd2O3基材料的制備   　 一、Y2O3-Gd2O3基材料粉體的制備    　二、氧化釔-氧化釓基薄膜的合成    　三、氧化釔-氧化釓基透明陶瓷的燒結(jié)    5.4.3  氧化釔-氧化釓基材料的發(fā)光性能    　一、稀土離子摻雜對(duì)于（Y，Cd）2O3：Eu發(fā)光相對(duì)強(qiáng)度的影響    　二、其他離子摻雜對(duì)（Y，Gd）2O3：Eu發(fā)光強(qiáng)度的影響    　三、離子摻雜對(duì)Eu3+余輝的影響    　四、顆粒尺寸對(duì)氧化釔-氧化釓基粉體發(fā)光性能的影響　§5.5  鉿酸鹽陶瓷閃爍材料    5.5.1  粉體合成    　一、粉體形貌   　 二、物相分析    5.5.2  鉿酸鹽透明陶瓷的制備與顯微結(jié)構(gòu)   　 一、透明陶瓷的制備    　二、透明陶瓷物相分析    　三、顯微結(jié)構(gòu)    5.5.3  鉿酸鹽透明陶瓷的光學(xué)性能    　一、Ln2Hf2O7陶瓷的透明性    　二、La2Hf2O7：Ti閃爍陶瓷    　三、La2Hf2O7：Ti閃爍陶瓷的發(fā)光特性    　四、La2Hf2O7：Ti閃爍陶瓷的閃爍性能　§5.6  镥基陶瓷閃爍材料    5.6.1  镥基陶瓷閃爍材料概述    5.6.2  Lu2O3：Eu透明陶瓷   　 一、Lu2O3：Eu粉體制備    　二、Lu2O3：Eu透明陶瓷制備    　三、Lu2O3：Ku透明陶瓷的光譜性能    5.6.3  Lu3Al5O12（LuAG）基透明陶瓷　    一、LuAG粉體的制備 　   二、LuAG透明陶瓷的制備  　  三、稀土摻雜的LuAG透明陶瓷的光譜性能    小結(jié)    參考文獻(xiàn)第六章  透明陶瓷在其他領(lǐng)域的應(yīng)用　§6.1  用作陶瓷鏡頭的透明Ba{（SnuZr1-u）xMgyTaz}vOw陶瓷    6.1.1  透明陶瓷鏡頭的出現(xiàn)    6.1.2  透明陶瓷鏡頭的組成和性質(zhì)    6.1.3  透明陶瓷透鏡的制備與發(fā)展　§6.2  用作透波和窗口材料的鎂鋁尖晶石透明陶瓷    6.2.1  鎂鋁尖晶石透明陶瓷的出現(xiàn)    6.2.2  鎂鋁尖晶石透明陶瓷的性質(zhì)   　 一、鎂鋁尖晶石透明陶瓷的光學(xué)性能    　二、鎂鋁尖晶石透明陶瓷的其他物理性能    　三、鎂鋁尖晶石透明陶瓷的耐化學(xué)腐蝕性能    　四、鎂鋁尖晶石的硬度    6.2.3  鎂鋁尖晶石的用途    6.2.4  鎂鋁尖晶石透明陶瓷的制備方法　§6.3  導(dǎo)熱絕緣的氮化鋁透明陶瓷    6.3.1  氮化鋁材料的結(jié)構(gòu)    6.3.2  AlN陶瓷材料的特性與應(yīng)用    6.3.3  透明AlN陶瓷的研究進(jìn)展　§6.4  高穩(wěn)定耐高溫的γ-氮氧化鋁透明陶瓷    6.4.1  氮氧化鋁的結(jié)構(gòu)與組成    6.4.2  γ-Al0N陶瓷的性質(zhì)和應(yīng)用    6.4.3  γ-AlON的研究進(jìn)展　§6.5  高透光性高穩(wěn)定的Y2O3透明陶瓷    6.5.1  Y2O3的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)    6.5.2  Y2O3透明陶瓷的研究進(jìn)展　§6.6  具有鐵電性質(zhì)的PLZT透明陶瓷    6.6.1  PLZT的組成    6.6.2  透明電光陶瓷材料的制備    　一、熱壓燒結(jié)    　二、氣氛燒結(jié)    　三、熱等靜壓燒結(jié)    6.6.3  影響PLZT陶瓷透明性的因素    　一、制粉方式的影響    　二、燒結(jié)條件的影響    　三、燒結(jié)氣氛的影響    6.6.4  PLZT電光陶瓷材料、器件的應(yīng)用    6.6.5  電光材料的發(fā)展前景　§6.7  SiAlON透明陶瓷    6.7.1  SiAlON透明陶瓷簡(jiǎn)介    6.7.2  SiAlON透明陶瓷制備 　   一、SiAlON透明陶瓷粉體的制備  　  二、SiAlON透明陶瓷的燒結(jié)    小結(jié)    參考文獻(xiàn)第七章  無機(jī)光學(xué)透明陶瓷材料的研究與發(fā)展展望　§7.1  透明陶瓷的基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究    一、新的立方系透明陶瓷體系的開發(fā)與探索    二、陶瓷工藝制備科學(xué)研究的進(jìn)一步深入    三、非立方相納米透明陶瓷材料的探索    四、多晶材料單晶化透明技術(shù)探索    五、透明陶瓷的光學(xué)性能研究    六、透明陶瓷的其他功能特性的開發(fā)　§7.2  透明陶瓷的應(yīng)用研究（Ⅰ）：工業(yè)應(yīng)用    一、照明行業(yè)    二、激光領(lǐng)域    三、核醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域    四、核熱閃光防護(hù)領(lǐng)域    五、光學(xué)成像領(lǐng)域    六、其他領(lǐng)域的應(yīng)用　§7.3  透明陶瓷的應(yīng)用研究（Ⅱ）：軍事應(yīng)用    一、高能量激光介質(zhì)    二、防護(hù)材料    三、各類透波材料

章節(jié)摘錄

　　第一章　透明陶瓷概述及其光學(xué)透明性的影響因素　　透明陶瓷自20世紀(jì)60年代出現(xiàn)以來，人們對(duì)這種材料研究的熱情始終不減。到20世紀(jì)末，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，激光陶瓷得到了迅猛發(fā)展，這同時(shí)也帶動(dòng)了人們對(duì)其他透明陶瓷的研究熱情。本章主要對(duì)透明陶瓷進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并初步分析影響透明陶瓷透明性的主要因素?！　　?.1　透明陶瓷簡(jiǎn)介　　1.1.1基本概念　　透明陶瓷（transparent ceramics）是指采用陶瓷工藝制備的具有一定透光性的多晶材料，又稱光學(xué)陶瓷。通常認(rèn)為直線透過率超過10％的陶瓷為透明陶瓷，在10％以下的陶瓷為透光陶瓷（或半透明陶瓷）?！　〔煌愋偷耐该魈沾?，除具有透光性外，還具有電光效應(yīng)、磁光效應(yīng)，以及高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕、耐沖刷等優(yōu)異性能，因而在空間、計(jì)算機(jī)、激光、紅外、新型光源、原子能工業(yè)等方面有廣泛的應(yīng)用。　　一般多晶陶瓷的不透明性是由于非等軸（立方）晶系的多晶晶粒在排列取向上的隨機(jī)性，導(dǎo)致晶粒間折射系數(shù)不連續(xù)，以及晶界效應(yīng)、氣孔等引起的散射等原因所致。在制備透明陶瓷時(shí)，通過采用高純、超細(xì)原料，摻人盡可能少的添加劑和工藝上的嚴(yán)格控制，將氣孔和雜質(zhì)充分排除并適當(dāng)控制晶粒尺寸，使制品接近于理論密度，從而制備出透明陶瓷。此外，制備透明陶瓷的首要條件是組成陶瓷的單晶體本身是透明的，同時(shí)具有高的對(duì)稱性，一般為立方晶系。某些非立方晶系的陶瓷材料如六方相的氧化鋁，一定條件下可以制得半透明（translucent）陶瓷。為敘述簡(jiǎn)單起見，以下將透明和半透明陶瓷統(tǒng)稱為透明陶瓷?！　　?/pre>








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