CN106007677A - 一种激光泵浦腔Al2O3陶瓷反射体热压铸成型方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光泵浦腔Al2O3陶瓷反射体热压铸成型方法，其方法包括以下步骤：(1)将料浆在45～65℃下搅拌均匀，并加入热压铸成型机；(2)在热压铸成型机中以3～5MPa压力在60～80℃下注入模具成型，脱模得胚体，并对胚体进行整修；(3)采用低温脱脂工艺，使步骤(2)中整修过的胚体得以脱出胚体中的石蜡、硬脂酸、油酸；(4)将步骤(3)中脱脂后的胚体进行煅烧，煅烧温度为1200～1500℃，煅烧的升温速率为10～40℃/小时；(5)将步骤(4)煅烧完成的胚体保温3～5小时，即得陶瓷反射体。本发明工艺过程较为简单，易于实现，便于控制，且所得陶瓷反射体形状规则、表面光滑。

Description

一种激光泵浦腔Al2O3陶瓷反射体热压铸成型方法
技术领域
本发明涉及陶瓷精密成型技术域，具体地说，是一种激光泵浦腔Al2O3陶瓷反射体热压铸成型方法。
背景技术
激光是近代科学史上最伟大的发明之一，自1958年肖洛和汤斯首篇描述光频下产生激光作用条件的论文以及1960年梅曼第一台红宝石激光器诞生以来，激光科学和技术的发展一日千里。它不仅对传统学科和技术的发展产生巨大的影响，而且还开创了许多令人神往的新兴领域。目前，激光在科学研究、工农业生产、信息、通讯、国防、娱乐文化和环境保护等领域的应用日益深入、广泛。
重复率、高功率、大能量的激光器可以被广泛地应用于各个领域。众所周知，激光系统对激光器的要求是非常苛刻的，特别是在体积、功耗、冷却几个方面，从应用目标出发，必须在保持其体积小巧、效率高、冷却散热方便、光束质量好等优点的同时，实现更高能量的激光输出，逐步替代现有的体积庞大的激光系统。然而增加激光器的功率确有很多困难。通常激光器的能量是从可得到的最大体积地单个激活介质中得到的，因此受到很多限制。
固体激光器的总体效率只有百分之几，绝大部分输入能量都转变为使泵浦灯、工作物质和泵浦腔温度升高的热能。激光器泵浦腔的作用是将泵浦光源辐射的光能最大限度地聚集到工作物质上，同时要求尽可能地获得均匀的照明度。泵浦腔的性能直接影响激光器的转换效率和激光性能。
光的传输效率是固体激光器的关键，泵浦腔所用的材料在所需波长范围内除具有高的反射率外，还必须有良好的机械强度，高的热导率。泵浦腔通常是一个空心封闭的几何形体，光源和工作物质包藏其中，工作表面为高反射镜面或漫反射表面。目前制备固体激光泵浦腔有两种不同的工艺。比较早的一种是将金属反射体抛光而制成特殊的反射镜面，利用适当的涂层增加金属表面的反射率，这种反射体最大的不足是抵抗划痕及其它机构损坏的能力低。另外一种新的工艺就是在泵浦灯和激光工作物质即所谓的密封对称体系周围放置漫反射表面。第一个漫反射体是将金属氧化物粉末融入到玻璃或熔融氧化硅密封套内做成的，粉末型反射体最大的不足是热导率较低。综上所述，目前激光器普遍采用的金属腔和玻璃腔的镀层受外界环境的影响较大，易氧化，稳定性较差，进而影响激光器的寿命。
氧化铝陶瓷因其本身具有很高的漫反射率,而且热导率、机械强度都很高,同时氧化铝陶瓷耐腐蚀、化学稳定性好,因而倍受国内外的关注,成为研制激光泵浦腔比较理想的材料。
发明内容
本发明提供了一种激光泵浦腔Al2O3陶瓷反射体热压铸成型方法。
本发明涉及一种激光泵浦腔Al2O3陶瓷反射体热压铸成型方法，其特征在于，其方法包括以下步骤：
(1)将料浆在45～65℃下搅拌均匀，并加入热压铸成型机；其中所述料浆包括以下原料按质量百分比混合：Al2O3 80～90％、石蜡8～20％、硬脂酸0.1～0.5％、油酸0.1～0.5％；
(2)在热压铸成型机中以3～5MPa压力在60～80℃下注入模具成型，脱模得胚体，并对胚体进行整修；
(3)采用低温脱脂工艺，将步骤(2)中整修过的胚体在室温至80℃升温4～12小时、80℃至100℃升温16～30小时、100℃至140℃升温20～35小时、140℃至160℃升温20～40小时；160℃至280℃升温20～50小时，得以脱出胚体中的石蜡、硬脂酸、油酸；
(4)将步骤(3)中脱脂后的胚体进行煅烧，煅烧温度为1200～1500℃，煅烧的升温速率为10～40℃/小时；
(5)将步骤(4)煅烧完成的胚体保温3～5小时，即得陶瓷反射体。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：
1、工艺过程较为简单，易于实现，便于控制。
2、通过采用热压铸成型工艺，实现陶瓷近净尺寸成型，避免和减少了后期加工成本。
3、通过低温脱脂工艺的确定，可减少缺陷，提高陶瓷反射体性能。
具体实施方式
本发明提供一种激光泵浦腔Al2O3陶瓷反射体热压铸成型方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更佳清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用与限定本发明。
具体实施例一：
(1)将料浆在45～65℃下搅拌均匀，并加入热压铸成型机；其中所述料浆包括以下原料按质量百分比混合：Al2O3 80％、石蜡19％、硬脂酸0.5％、油酸0.5％；
(2)在热压铸成型机中以3～5MPa压力在70℃下注入模具成型，脱模得胚体，并对胚体进行整修；
(3)采用低温脱脂工艺，将步骤(2)中整修过的胚体在室温至80℃升温8小时、80℃至100℃升温21小时、100℃至140℃升温26小时、140℃至160℃升温28小时；160℃至280℃升温45小时，得以脱出胚体中的石蜡、硬脂酸、油酸；
(4)将步骤(3)中脱脂后的胚体进行煅烧，煅烧温度为1350℃，煅烧的升温速率为20℃/小时；
(5)将步骤(4)煅烧完成的胚体保温4小时，即得形状规则、表面光滑的陶瓷反射体。
具体实施例二：
(1)将料浆在45～65℃下搅拌均匀，并加入热压铸成型机；其中所述料浆包括以下原料按质量百分比混合：Al2O3 90％、石蜡9％、硬脂酸0.5％、油酸0.5％；
(2)在热压铸成型机中以3～5MPa压力在80℃下注入模具成型，脱模得胚体，并对胚体进行整修；
(3)采用低温脱脂工艺，将步骤(2)中整修过的胚体在室温至80℃升温10小时、80℃至100℃升温28小时、100℃至140℃升温30小时、140℃至160℃升温35小时；160℃至280℃升温36小时，得以脱出胚体中的石蜡、硬脂酸、油酸；
(4)将步骤(3)中脱脂后的胚体进行煅烧，煅烧温度为1460℃，煅烧的升温速率为30℃/小时；
(5)将步骤(4)煅烧完成的胚体保温5小时，即得形状规则、表面光滑的陶瓷反射体。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性的实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (1)

1.一种激光泵浦腔Al2O3陶瓷反射体热压铸成型方法，其特征在于，其方法包括以下步骤：
(1)将料浆在45～65℃下搅拌均匀，并加入热压铸成型机；其中所述料浆包括以下原料按质量百分比混合：Al2O3 80～90％、石蜡8～20％、硬脂酸0.1～0.5％、油酸0.1～0.5％；
(2)在热压铸成型机中以3～5MPa压力在60～80℃下注入模具成型，脱模得胚体，并对胚体进行整修；
(3)采用低温脱脂工艺，将步骤(2)中整修过的胚体在室温至80℃升温4～12小时、80℃至100℃升温16～30小时、100℃至140℃升温20～35小时、140℃至160℃升温20～40小时；160℃至280℃升温20～50小时，得以脱出胚体中的石蜡、硬脂酸、油酸；
(4)将步骤(3)中脱脂后的胚体进行煅烧，煅烧温度为1200～1500℃，煅烧的升温速率为10～40℃/小时；
(5)将步骤(4)煅烧完成的胚体保温3～5小时，即得陶瓷反射体。
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