Synthesis of Polycrystalline YAG Ceramics by Milling-precipitation

Yttrium Aluminum Garnet (YAG) powders were prepared by precipitation of Y hydroxides during milling of alumina powders. The powder calcined at 1200$^{\circ}C$ for 4 h contained a small amount of Yttrium Aluminum Monoclinic (YAM) in addition to YAG. However, phase-pure YAG was obtained in the compact of the milled powder with an average particle size of 0.57 ${\mu}$m at 1300$^{\circ}C$, which is much lower than those (l500∼1600$^{\circ}C$) for a mixed oxide method. The powder was found to exhibit an excellent sinterability regardless of the addition of a sintering aid, SiO$_2$(350 ppm Si). The undoped sample were sintered to a relative density of 98% at l600$^{\circ}C$. In contrast, the addition of SiO$_2$ caused a considerable densification to occur at 1500$^{\circ}C$ and the relative density reached 97.7%. But the sintering aid had little effect on the densification at 1600$^{\circ}C$, showing a similar relative density to the undoped sample.

분쇄-침전을 이용한 다결정 YAG 세라믹스의 합성

알루미나 분말을 분쇄하면서 Y 수화물을 동시에 침전시켜 YAG 분말을 합성하였다. 하소 분말 (l20$0^{\circ}C$, 4 h)에는 YAG 외에 소량의 YAM이 남아 있었다. 그러나 평균 입경 0.57 $\mu$m으로 분쇄한 분말 성형체에서는 산화물 혼합법에서 YAG 단일상이 얻어지는 온도 (l500∼1$600^{\circ}C$) 보다 훨씬 낮은 130$0^{\circ}C$ 에서 YAG 단일상이 이미 형성되었다. 분말의 소결성은 우수하여 소결조제 SiO$_2$(350 ppm Si) 의 첨가에 관계없이 치밀화가 잘 일어났다. SiO$_2$를 첨가하지 않은 경우, 1$600^{\circ}C$에서 98%의 손결밀도를 얻었다. SiO$_2$를 첨가한 경우에는 150$0^{\circ}C$에서 치밀화가 더 잘 일어나 97.7%의 소결밀도가 얻어졌으며, 1$600^{\circ}C$에서는 SiO$_2$의 소결촉진 효과가 나타나지 않아 밀도는 SiO$_2$를 첨가하지 않은 시편과 비슷하였다.