类蓝宝石立方氧化铝透明陶瓷的冷高压制备、显微结构和光学性能

作     者：陈兴涛 文森辉 沙皓文 张雨巍 石云川 CHEN Xingtao;WEN Senhui;SHA Haowen;ZHANG Yuwei;SHI Yunchuan

作者机构：南昌大学物理与材料学院江西南昌330031 

出 版 物：《硅酸盐学报》 (Journal of The Chinese Ceramic Society)

年 卷 期：2024年第52卷第3期

页      面：890-898页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0703[理学-化学] 0803[工学-光学工程] 

基　　金：南昌大学青年人才培育项目 

主　　题：透明陶瓷 立方氧化铝 显微结构 高压烧结 光电性能 

摘      要：采用GPa级高压低温烧结制备出立方γ-氧化铝(γ-Al_(2)O_(3))透明陶瓷材料,通过调节温度并研究了立方γ-氧化铝陶瓷在常压和高压下的相变行为、显微结构和掺杂稀土离子(Eu^(3+))的发光特性。结果表明:采用5 GPa压力和温度为300℃所烧结的立方氧化铝透明陶瓷,其直线透过率在可见光和近红外波段达到86%,与蓝宝石单晶体在该波段的透光性能一致,并且其平均晶粒尺寸小于20 nm,Vickers硬度达16 GPa。另外,在立方氧化铝基质中掺入三价稀土Eu^(3+)后,三价Eu^(3+)能自还原为二价Eu^(2+)。当对Eu^(3+)掺杂γ-Al_(2)O_(3)材料加热至300℃后,其荧光光谱表现出最强的Eu^(2+)发射,继续升高温度至1 200℃后,二价Eu^(2+)的发射强度降低至最小值,并恢复为三价Eu^(3+)的发射。这表明立方氧化铝具有自还原的结构优势,有利于获得低价金属离子掺杂的立方氧化铝系功能透明陶瓷材料。