钇铝石榴石基透明陶瓷专利技术分析.doc

钇铝石榴石基透明陶瓷专利技术分析.doc钮铝石榴石基透明陶瓷专利技术分析
摘要：结构-功能一体化材料的研发是当前材料科学发展的基本趋 势之一，透明陶瓷则是这一趋势的代表，本文以钮铝石榴石基透明陶瓷的 专利数据为样本，以技术问题和技术手段为入口，剖析了国内外这种氧化 物透明陶瓷专利技术的整体态势以及技术概况，旨在为我国研发人员宏观 了解本行业的现状提供参考，也为氧化物透明陶瓷相关企业和科研机构提 供决策参照。
关键词：钮铝石榴石；透明陶瓷；专利分析；技术问题；技术手段
中图分类号：G31文献标识码：A
钮铝石榴石透明陶瓷是一种综合性能优良的激光基质（包括光学、力 学和热学），熔融温度较高（193CTC）、机械强度较强、耐热性能良好，是 用于激光发射器及热辐射转换器的耐化学腐蚀结构材料、核辐射记录用的 透明材料及真空仪表部件的理想材料。
一、钮铝石榴石（YAG）型/基透明陶瓷研究现状
目前，国内外很多研究小组都致力于陶瓷激光器的研究以探索和开发 陶瓷激光介质的潜能。1984年，荷兰Philips研究实验室的DeWithG等采 用硫酸钮和硫酸铝的混合溶液作为初始原料，以SiO2和MgO为烧结助剂, 经冷等静压成形和真空烧结工艺于1800°C烧结出YAG透明陶瓷，其相对密 度接近100%,透光率在50%〜80%。，以 尿素作为沉淀剂制备出Nd3+： YAG粉末，用冷等静压成形和真空烧结工艺
制得Nd3+不同掺杂量的YAG陶瓷，其中l%Nd： YAG陶瓷的光谱性能与采用 提拉法以及区熔法生长出来的单晶几乎一致。1995年，日本科学家Ikesue 等人利用颗粒尺寸小于2um的A1203、Y203和Nd205粉末作为起始材料 制成高透明度Nd： YAG陶瓷，此样品的散射损耗（）很低，首 次获得了激光输出，斜率效率为28%,激光最大输出功率为70MWo日本 法制备出高透明度高质量的多晶Nd： YAG透明陶瓷，平均晶粒尺寸约10 Um,晶界宽度小于Inm,陶瓷孔隙率只有ppm级其吸收、发射光谱以及荧 光寿命等与单晶几乎一致。新型Nd： YAG透明陶瓷具有与Nd： YAG单晶同 样优越的光谱特性、良好的化学稳定性以及优秀的物理和激光特性，具有 制造成本低、尺寸大、输出功率高、可批量生长等特点，完全有希望成为 新一代的固体激光材料。
本文以美国、日本、欧洲、中国等主要国家和地区的钮铝石榴石专利 数据为分析样本，在中国专利文摘数据库（CNABS）和德温特世界专利索 引数据库（DWPI）中进行检索，检索关键词为氧化物，陶瓷，透明，透光, 光学，钮铝石榴石，YAG, oxide, ceramic? , transpare+, optic+, transmi+, garnet,分类号包括 C04B35/00-C04B41/00, H01L41/00,以 及下位组等分类号；利用IPC分类号加关键词的方式进行检索。分析了历 年技术问题和历年技术手段的发展趋势、以及技术问题和技术手段的对应 发展关系。
二、钮铝石榴石（YAG）型/基透明陶瓷技术发展脉络分析
1技术问题随年代的变化
将检索到的专利文献进行技术问题的标引，并进行技术问题随年代变 化的分析，结果参