2010.氧化钇透明陶瓷的研究进展_靳玲玲

沈宗洋等：

(Na, K)NbO3基无铅压电陶瓷的研究进展· 521 ·

第38卷第3期

氧化钇透明陶瓷的研究进展

靳玲玲1，蒋志君2，章健1，王士维1

(1. 中国科学院上海硅酸盐研究所，上海 200050；2. 科技部高技术研究发展中心，北京 100044)

摘要：Y2O3为立方结构，熔点高，化学和光化学稳定性好，光学透明性范围较宽，声子能量低，易实现稀土离子的掺杂。Y2O3透明陶瓷在高温窗口，红外头罩，发光介质(闪烁、激光和上转换发光)及半导体行业具有潜在应用价值，有些已获得实际应用。结合研究结果，本文重点介绍Y2O3透明陶瓷制备工艺的研究进展，综合评述Y2O3透明陶瓷在高压气体放电灯灯管、窗口材料、闪烁陶瓷、激光陶瓷、上转换发光等应用领域方面的研究，并对国内Y2O3透明陶瓷的研发提出看法。

关键词：氧化钇；透明陶瓷；制备工艺；稀土掺杂；综合评述

中图分类号：O61 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2010)03–0521–06

RESEARCH PROGRESS OF YTTRIA TRANSPARENT CERAMICS

JIN Lingling1，JIANG Zhijun2，ZHANG Jian1，WANG Shiwei1

(1. Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050; 2.The High Technology Research and

Development Center, The Ministry of Science and Technology, Beijing 100044, China)

Abstract: Because of the high melting point, chemical stability, high transmittance from ultraviolet rays to middle infra-red, and low phonon energy, yttria is a promising material for high temperature windows, infrared domes, optical matrix for scintillation, laser output and upconversion, and components of semiconductor devices. In this paper, the preparation process of yttria transparent ce-ramics and luminescence of the yttria transparent ceramics doped with rare earth elements are discussed in detail. And the applications in high-pressure gas discharge lamp, windows, scintillation ceramics, laser ceramics, upconversion luminescence, and so on are re-viewed. Finally, the views on the research of yttria transparent ceramics are put forward.

Key words: yttria; transparent ceramics; preparation technology; rare-earth element doping; review

室温下，Y2O3为稳定的c型立方结构, 晶格常数为1.060nm, 空间群为T h7。每个单胞中包含32个Y3+和48个O2–。Y离子格位存在两种不同的晶格环境，有8个高对称性的S6(即C3i)格位和24个低对称性的C2格位。两种不同Y格位的配位数均为6。

Y2O3的物理化学性质的主要特点是：

1) 熔点高，化学和光化学稳定性好，光学透明性范围较宽(0.23～8.0μm)；

2) 在1050nm处，其折射率高达1.89，使其具有80%以上的理论透过率；

3) Y2O3具有足以容纳大多数三价稀土离子发射能级的、较大的导带到价带的带隙，可以通过稀土离子的掺杂，实现发光性能的有效裁剪，从而实现其应用的多功能化；

4) 声子能量低，其最大声子截止频率大约为550cm–1，低的声子能量可以抑制无辐射跃迁的几率，提高辐射跃迁的几率，从而提高发光量子效率；[1]

5) 热导率高，约为13.6W/(m·K)，高的热导率对其作为固体激光介质材料极为重要。[2]

上述特性使Y2O3透明陶瓷在高温窗口、红外探测、发光介质、半导体行业具有潜在应用价值。本

收稿日期：2009–06–16。修改稿收到日期：2009–08–08。基金项目：国家“863”计划(2006AA03Z535)资助项目。

第一作者：靳玲玲(1983—)，女，博士研究生。

通信作者：王士维(1964—)，男，博士，教授。Received date:2009–06–16. Approved date: 2009–08–08.

First author: JIN Lingling (1983–), female, postgraduate student for doctor degree.

E-mail: lljin@

Correspondent author: WANG Shiwei (1964–), male, Doctor, professor. E-mail: swwang51@

第38卷第3期2010年3月

硅酸盐学报

JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY

Vol. 38，No. 3

March，2010

DOI:10.14062/j.issn.0454-5648.2010.03.010