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Highly transparent Nd-doped yttria ceramics fabricated by hot pressing with ZrO<sub>2</sub> and La<sub>2</sub>O<sub>3</sub> as sintering additives
저자
Gan, Lin ; Park, Young-Jo ; Zhu, Lin-Lin ; Kim, Ha-Neul ; Ko, Jae-Woong ; Lee, Jae-Wook
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-주제어
등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
192-198(7쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>Highly transparent Nd-doped yttria ceramics were fabricated by hot-pressing at 1600 °C with single addition and co-addition of ZrO<SUB>2</SUB> and La<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>. The binary additives were found to promote the densification of yttria more effectively than single addition, resulting in higher transmittance. The highest transmittance was obtained in the sample with 1 at.% ZrO<SUB>2</SUB> and 3 at.% La<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>, which reached 74.3% transparency at a wave length of 400 nm and 81.3% at 1100 nm. The optical absorption, luminescence, and fluorescence decay of this sample was investigated. The absorption cross-sections of the sample at 806 nm and 820 nm were 1.22 × 10<SUP>−20</SUP> and 1.31 × 10<SUP>−20</SUP> cm<SUP>2</SUP>, respectively. The strongest emission was measured at 1078 nm with a full-width at half-maximum of 5 nm with excitation at 808 nm and a fluorescence lifetime of 423 μs. Additionally, the microhardness of the all samples is ranging from 7.88 to 7.05 GPa with variation of the grain size from 0.85 to 1.81 μm, while the fracture toughness of the all samples is about 1 MPa m<SUP>1/2</SUP> and was found to be almost unchanged. These results have demonstrated that Nd-doped yttria ceramics for the application of laser gain media can be fabricated by hot-pressing.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> Highly transparent Nd-doped yttria ceramics fabricated by hot-pressing. </LI> <LI> Effects of ZrO<SUB>2</SUB>-La<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> additives on the samples were studied. </LI> <LI> The optical and mechanical properties of the samples were studied. </LI> </UL> </P>
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