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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