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第一章 透明陶瓷概述及其光学透明性的影响因素1

1.1 透明陶瓷简介1

1.1.1 基本概念1

1.1.2 透明陶瓷的种类1

一、按组分划分2

二、按功能划分2

1.2 影响陶瓷透明性的因素3

1.2.1 陶瓷的透光原理3

1.2.2 影响陶瓷透明性的因素5

一、原料（粉体）的影响5

二、烧成工艺6

三、陶瓷微观结构对陶瓷透明性的影响7

四、表面加工光洁度10

小结10

参考文献11

第二章 透明陶瓷的制备工艺13

2.1 粉料制备13

2.1.1 固相反应—机械粉碎法13

一、固相反应合成物相13

二、球磨机械粉碎14

三、其他机械粉碎方法16

2.1.2 化学合成法16

一、醇盐水解法16

二、化学共沉淀法18

三、溶胶一凝胶法19

四、水（醇）热法21

五、燃烧法21

六、喷雾热解法23

七、自蔓延高温合成法23

2.2 成型工艺24

2.2.1 干压成型24

2.2.2 等静压成型24

2.2.3 注射成型25

2.2.4 挤出成型26

2.3 烧结工艺26

2.3.1 透明陶瓷烧结的基本要求26

2.3.2 热压烧结26

2.3.3 热等静压烧结27

2.3.4 真空与气氛烧结28

2.3.5 微波快速烧结29

2.3.6 放电等离子快速烧结30

2.3.7 激光烧结31

2.3.8 低温烧结31

2.3.9 纳米透明陶瓷32

参考文献34

第三章 透明陶瓷材料在照明行业中的应用36

3.1 高强度气体放电灯简介36

3.1.1 电光源的分类和绿色照明36

3.1.2 高压钠灯37

3.1.3 陶瓷金卤灯38

3.2 国内在透明陶瓷灯管制备方面的研究进展40

3.2.1 国内发展近况40

3.2.2 国际上有关高强度气体放电灯管的关键技术40

3.2.3 一体化陶瓷灯管制备技术研究42

一、一体化陶瓷灯管用粉体的制备和改型42

二、适合一体化透明陶瓷管制备的柔性成型技术45

三、适合一体化透明陶瓷管制备的脱脂、烧结技术48

3.3 其他透明陶瓷材料在照明领域中的应用51

3.3.1 钇铝石榴石51

3.3.2 氧化铝单晶透明材料（蓝宝石）51

3.3.3 其他透明陶瓷52

参考文献52

第四章 激光陶瓷53

4.1 激光原理53

4.1.1 爱因斯坦的A、B系数53

4.1.2 激光原理54

4.2 激光发展过程56

4.2.1 激光发展过程56

4.2.2 固体激光器的发展56

4.3 目前主要的激光材料57

4.3.1 激光器件对激光工作物质的要求57

4.3.2 目前主要的激光材料58

4.3.3 陶瓷材料作为激光工作物质的可能性59

一、目前激光工作物质存在的主要问题59

二、陶瓷作为激光工作物质的可能性59

三、目前激光陶瓷材料的研究进展60

4.4 YAG基透明激光陶瓷60

4.4.1 钇铝石榴石的结构与性能60

一、石榴石的晶体结构60

二、Nd：YAG单晶的性质62

4.4.2 YAG粉体的合成技术64

一、Y2 O3-Al2 O3二元系统相图65

二、YAG粉体的制备65

4.4.3 透明YAG激光陶瓷的发展68

4.4.4 YAG透明陶瓷的物理性能、光谱性能以及激光实验69

4.4.5 YSAG透明陶瓷的物理性能、光谱性能以及激光实验72

一、材料的光谱特性73

二、激光输出实验75

三、激光实验结果75

4.5 透明倍半氧化物激光陶瓷的发展78

参考文献81

第五章 无机闪烁陶瓷材料83

5.1 无机闪烁材料及其应用概述83

5.1.1 无机闪烁材料的概述83

5.1.2 典型的无机闪烁材料84

5.2 闪烁材料的一些重要性能85

5.2.1 透明性85

5.2.2 X射线阻挡能力85

5.2.3 光输出86

5.2.4 衰减速度和余辉86

5.2.5 辐照损伤86

5.3 典型的稀土掺杂陶瓷闪烁体简介87

5.3.1 稀土掺杂陶瓷闪烁体概述87

5.3.2 Gd2 O2 S：Pr，Ce，F（GOS）87

5.3.3 Gd3 Ga5 O12：Cr，Ce（GGG）88

5.3.4 （Y，Gd）2 O3：Eu，Pr（YGO）透明闪烁材料88

5.4 稀土掺杂Y2 O3-Gd2 O3透明陶瓷闪烁体88

5.4.1 结构介绍88

5.4.2 Y2 O3-Gd2 O3基材料的制备91

一、Y2 O3-Gd2 O3基材料粉体的制备91

二、氧化钇—氧化钆基薄膜的合成97

三、氧化钇—氧化钆基透明陶瓷的烧结98

5.4.3 氧化钇—氧化钆基材料的发光性能99

一、稀土离子掺杂对于（Y，Gd）2 O3：Eu发光相对强度的影响100

二、其他离子掺杂对（Y，Gd）2 O3：Eu发光强度的影响100

三、离子掺杂对Eu3＋余辉的影响101

四、颗粒尺寸对氧化钇—氧化钆基粉体发光性能的影响102

5.5 铪酸盐陶瓷闪烁材料102

5.5.1 粉体合成103

一、粉体形貌103

二、物相分析104

5.5.2 铪酸盐透明陶瓷的制备与显微结构104

一、透明陶瓷的制备104

二、透明陶瓷物相分析104

三、显微结构105

5.5.3 铪酸盐透明陶瓷的光学性能105

一、Ln2 Hf2 O7陶瓷的透明性105

二、La2 Hf2 O7：Ti闪烁陶瓷106

三、La2 Hf2 O7：Ti闪烁陶瓷的发光特性107

四、La2 Hf2 O7：Ti闪烁陶瓷的闪烁性能108

5.6 镥基陶瓷闪烁材料109

5.6.1 镥基陶瓷闪烁材料概述109

5.6.2 Lu2 O3：Eu透明陶瓷110

一、Lu2 O3：Eu粉体制备110

二、Lu2 O3：Eu透明陶瓷制备111

三、Lu2 O3：Eu透明陶瓷的光谱性能111

5.6.3 Lu3 A15 O12（LuAG）基透明陶瓷112

一、LuAG粉体的制备112

二、LuAG透明陶瓷的制备113

三、稀土掺杂的LuAG透明陶瓷的光谱性能113

小结116

参考文献117

第六章 透明陶瓷在其他领域的应用120

6.1 用作陶瓷镜头的透明Ba｛（Snυ Zr1-u）χ Mgy Taz ｝υ Ow陶瓷120

6.1.1 透明陶瓷镜头的出现120

6.1.2 透明陶瓷镜头的组成和性质121

6.1.3 透明陶瓷透镜的制备与发展123

6.2 用作透波和窗口材料的镁铝尖晶石透明陶瓷124

6.2.1 镁铝尖晶石透明陶瓷的出现124

6.2.2 镁铝尖晶石透明陶瓷的性质124

一、镁铝尖晶石透明陶瓷的光学性能124

二、镁铝尖晶石透明陶瓷的其他物理性能126

三、镁铝尖晶石透明陶瓷的耐化学腐蚀性能126

四、镁铝尖晶石的硬度126

6.2.3 镁铝尖晶石的用途127

6.2.4 镁铝尖晶石透明陶瓷的制备方法127

6.3 导热绝缘的氮化铝透明陶瓷127

6.3.1 氮化铝材料的结构127

6.3.2 AlN陶瓷材料的特性与应用128

6.3.3 透明AlN陶瓷的研究进展128

6.4 高稳定耐高温的γ-氮氧化铝透明陶瓷129

6.4.1 氮氧化铝的结构与组成129

6.4.2 γ-AlON陶瓷的性质和应用130

6.4.3 γ-AlON的研究进展130

6.5 高透光性高稳定的Y2 O3透明陶瓷131

6.5.1 Y2 O3的结构和性质131

6.5.2 Y2 O3透明陶瓷的研究进展132

6.6 具有铁电性质的PLZT透明陶瓷133

6.6.1 PLZT的组成133

6.6.2 透明电光陶瓷材料的制备134

一、热压烧结134

二、气氛烧结135

三、热等静压烧结135

6.6.3 影响PLZT陶瓷透明性的因素135

一、制粉方式的影响135

二、烧结条件的影响136

三、烧结气氛的影响136

6.6.4 PLZT电光陶瓷材料、器件的应用137

6.6.5 电光材料的发展前景137

6.7 SiAlON透明陶瓷138

6.7.1 SiAlON透明陶瓷简介138

6.7.2 SiAlON透明陶瓷制备139

一、SiAlON透明陶瓷粉体的制备139

二、SiAlON透明陶瓷的烧结140

小结143

参考文献143

第七章 无机光学透明陶瓷材料的研究与发展展望146

7.1 透明陶瓷的基础与应用基础研究146

一、新的立方系透明陶瓷体系的开发与探索146

二、陶瓷工艺制备科学研究的进一步深入146

三、非立方相纳米透明陶瓷材料的探索146

四、多晶材料单晶化透明技术探索147

五、透明陶瓷的光学性能研究147

六、透明陶瓷的其他功能特性的开发147

7.2 透明陶瓷的应用研究（Ⅰ）：工业应用148

一、照明行业148

二、激光领域148

三、核医学成像领域148

四、核热闪光防护领域149

五、光学成像领域149

六、其他领域的应用149

7.3 透明陶瓷的应用研究（Ⅱ）：军事应用149

一、高能量激光介质149

二、防护材料149

三、各类透波材料149