用于高容量激光应用的新型纳米复合陶瓷

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2020年10月23日

新的纳米复合陶瓷（HO³⁺：y₂o₃-MGO）设计用于在中型红外辐射（IR）2-6 µm的高容量激光仪器中使用。

*fesem 3 at。％ho³⁺：y₂o₃-MGO复合陶瓷：一般视图（a）和次级（b）的区域。（图片来源：远东联邦大学出版社）*

这项壮举是由物质科学家实现的远东联邦大学（FEFU）与国际科学家团队合作。

这些激光不会损害人类的视力，并在不同的经济领域（例如工业，医学，氛围探测和轻度雷达）中有许多应用。介绍他们作品的一篇论文已发表在陶瓷国际杂志。

在波长为2-6 µm的波长的激光器对几种应用程序的激光非常令人兴奋，范围从空间到医学和工业。但是，这样的激光器应由具有高导热率以及理想的光学和机械特性的材料组成。亚博网站下载

新的光学陶瓷样品（ho³⁺：y₂o₃-mgo）由氧化氧化物纳米植物制成，并掺入荷兰（HO）³⁺：y₂o₃）和氧化镁（MGO）。他们在FEFU实验室使用特殊技术烧结。由于其几乎“无孔”结构以及平均晶粒尺寸仅为200 nm，因此所得材料具有较高的机械和热电阻。

此功能使陶瓷能够在中等红外波长（高达6 µm）中传输超过75％的光。该材料具有10.7 GPA的高度光硬度，在激光运行时具有高温性。

在此开发之前，FEFU研究人员已经探索了基于几乎“纯” Y2O的陶瓷纳米复合材料的核心方面₃-mgo。与此有关的研究论文已于2020年初发表。

在新文章中，我们证明了基于我们较早开发的纳米复合陶瓷矩阵开发活性激光培养基的可能性。这次，我们的目标是为矩阵选择掺杂离子并优化其内容，并测试新的IR-Transparent复合材料的发光特性，以进行潜在的激光应用。亚博网站下载选择Holmium作为合金离子后，我们设法获得了独特的激光特性。

FEFU理工学院工业安全部“高级陶瓷材料”科学和亚博老虎机网登录教育中心主管Denis Kosyanov亚博网站下载

Kosyanov补充说：“例如，它对人类的视野变得安全，这使得它适用于许多领域，从帕克特朗（Parktronics）到3D美化环境。有可能，通过在陶瓷矩阵中添加HOURMIUM ONE可以开发高度浓缩的激光介质，即在不降低其容量的情况下最小化激光元件的尺寸和整个安装。我们的工作是这一陶瓷研究领域的第一部。”

研究人员通过使用在氧化氧化物Yttrium Nanopowders上使用自我传播高温合成（SHS）的技术开发了材料。³⁺：y₂o₃）和氧化镁（MGO）。然后，在1,300°C的压力下，通过火花等离子体烧结（SP）处理粉末。

FEFU和俄罗斯科学院远东分支机构的化学研究所敏锐地追求了这种高速合并技术。亚博老虎机网登录

丹尼斯·科西亚诺夫（Denis Kosyanov）认为，如果要在工业规模上使用纳米复合陶瓷，则其在中等红外范围内的光传输能力必须从75％提高到80％。展望未来，研究人员将专注于这项任务。