氧化钇粉末粒径对YAG合成之影响

【摘要】：本研究观察固态反应合成YAG中,改变原料粉末氧化钇(Y_2O_3)粒径对其生成机制的可能影响。观察以三种粒径:100 nm(S)、350 nm(M)、500 nm(L)之氧化钇(Y_2O_3),分别与固定粒径(200 nm)之氧化铝(α-Al_2O_3)混合作为起始粉末。经两种热处理方式:1)由室温以10℃/min速率升温至特定温度持温与2)在700℃预热后直接置入高温进行煅烧,得到观察样品。之后比较三混合系统中YAG合成过程的差异,并计算其生成活化能。结果显示,随氧化钇粒径变小,YAG及伴生之YAM、YAP之合成温度随之降低;由定量分析结果并配合YAG生成活化能计算结果可发现,YAG之生成机制可能因氧化钇粒径不同而改变:当粒径1)250 nm时,主要为氧化钇与氧化铝快速生成YAG,生成活化能约100 kJ/mol,属介面控制(Interface control)生成机制;2)250 nm时则为YAM及YAP转换而来,活化能约440 kJ/mol,为扩散控制(Diffusion control)生成机制。