传统的陶瓷材料都是不透明的,因为陶瓷是一种多晶的无机材料,其内部存在大量的气孔、杂质、晶界等缺陷,这些缺陷造成对光的散射和折射。而透明陶瓷是对光具有高透明度的陶瓷,透明发光陶瓷是具有发光性能的透明陶瓷。透明发光陶瓷是一种新型光学功能材料,近年米在大功率激光和闪烁探测等方面表现出优异性能。
与单晶和玻璃材料相比,透明发光陶瓷除了有高强度、耐高温、耐腐蚀、低成本外还有如下特点:
(1)比单晶和玻璃中发光离子掺杂浓度大、分布均匀。这是因为透明发光陶瓷是由纳米晶粒原料经过高压后高温烧结而成,由于纳米晶粒的尺寸效应,可以使得掺入的发光离子浓度比单晶和玻璃高近一个数量级而不发生明显的浓度猝灭;
(2)可以制成多功能多层陶瓷:
(3)比单晶容易制成大尺寸形状持殊的产品。如日本神岛( Konoshima)公司制成的10×10X2 cm. YAG:Nd激光陶瓷片,是单晶所无法比拟的。这些特点使得透明发光陶瓷作为激光工作物质时能实现单晶和玻璃无法替代的超大激光功率输出,作为闪烁探测元件时容易制成特殊的形状和高亮度的发光输出。
美国 Livermore实验室2006年利用由日本 Konoshima公司提供的5块1010×2 cm YAG N~透明发光陶瓷组装成固体热熔激光器( Solid- State Heat Capacity Laser),在LED激发下输出功率高达67000w,在2-7秒的时间内可穿透2.5厘米厚的钢板。利用这种激光陶瓷制作的超大功率激光器,将来很可能可以用于核聚变的激光点火和飞机卫星上反导弹的激光定向能武器上一条:上转换发光材料
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