镧系元素掺杂的YAG是当今固态激光器的首选光学材料;自20世纪中期以来被用于量子电子学设备和激光技术;无色的YAG曾用于仿造钻石;有色合成石榴石在珠宝市场流行,如薄荷绿色、亮黄色等
材料科学;量子电子学设备;激光技术;珠宝市场
路线1:醇盐-醋酸盐法
- 步骤:异丁醇铝溶解在异丁醇中,80~90℃剧烈搅拌下逐滴滴入醋酸钇发生聚合反应;120℃干燥凝胶。
路线2:硝酸盐法
- 步骤:以3∶5的比例混合1mol/L硝酸钇溶液和1mol/L硝酸铝溶液;80℃干燥混合溶液;在通风橱中逐步加热干燥产物到300℃使硝酸盐分解并排除氧化氮气体。
路线3:均匀沉淀法
- 步骤:在1mol/L尿素溶液中加入1mol/L硝酸钇和1mol/L硝酸铝溶液(金属溶液和尿素溶液体积比约1∶20);90℃加热混合物,通过尿素热分解使金属离子以氢氧化物形式共沉淀;离心分离沉淀,120℃下干燥。
路线4:高温固相反应法
- 常规方法:1500℃高温下仍有中间相YAP(YAlO3)、YAM(Y4Al2O9)及剩余Al2O3存在,产品易成块状需研磨,粒度难以达标。
- 助熔剂改进法:加BaF2助熔剂,1200~1300℃合成仍含多种物相及BaF2,温度>1500℃才得YAG及少量BaF2;软化学方法结合BaF2助熔剂,1220℃可得仅含极少量α-Al2O3和BaF2的YAG,反应温度比常规低300℃,纯度高且颗粒度小。
路线5:硫酸盐溶液合成法
- 方法一:溶液中加尿素,利用尿素水解产生的OH-调节pH值;适当温度下用Al(OH)3作籽晶加快氢氧化钇沉淀速度;反应生成的粉末加热到1220℃得产品。
- 方法二:氧化物用稀硫酸溶解配成Al2(SO4)3、Y2(SO4)3溶液;Al2(SO4)3溶液制高纯Al(OH)3;定量Y2(SO4)3溶液加一定比例尿素,80℃加热至pH接近5.5时按计量加Al(OH)3使pH迅速升高,Y(OH)3与Al(OH)3共沉淀;沉淀冷却后离心、用异丙醇洗涤、过滤、120℃烘干10h得前驱粉末;前驱粉末1220℃高温分解1h得产品。