Реєстраційний номер
0220U101392,
0118U000327
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Фізико-технологічні основи створення керамічних нанокомпозитів MgO-RE2O3 (RE: Y, La, Lu) класу Irtran для середнього ІЧ-діапазону
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Толмачов Олександр Володимирович, Доктор фізико-математичних наук
Дата реєстрації
10-02-2020
Організація виконавець
Інститут монокристалів НАН України
Опис етапу
Досліджено умови консолідації нанопорошків RE2O3 (RE: Y, La, Lu, Yb) в якості модельних об’єктів керамічної системи MgO–RE2O3. Встановлено вплив маршрутів консолідації на структурно-фазовий стан порошків системи Y2O3–La2O3–Yb2O3. Досліджено вплив домішок, що сприяють ущільненню, на мікроструктуру та оптичні властивості керамік Yb:Y2O3. Методом твердофазного спікання в вакуумі синтезовано кераміку (Y0,93Yb0,05La0,005Zr0,015)2O3, яка характеризуються оптичним пропусканням 83% на довжині хвилі 5000 нм. Методом спільного осадження отримано нанопорошки и методом вакуумного спікання синтезовано кераміку Lu2O3:Eu3+ 5ат.%. Досліджено їх люмінесцентні властивості.
Визначено фізико-хімічні умови формування аморфних прекурсорів та нанопорошків в системі MgO–Y2O3. Самопоширюваним гліцин-нітратним методом синтезовано композитні нанопорошки MgO–Y2O3 (1:1 за об'ємом). Досліджено еволюцію морфології наночастинок MgO–Y2O3 в процесі термічної обробки. Показано, що прожарювання при температурах від 800 до 1000°С приводить до формування нанокристалів з розмірами від 20 до 90 нм, відповідно.
Досліджено вплив температури синтезу на процеси дифузійного масопереносу та фізичні властивості композитної нанокераміки MgO–Y2O3. Методом іскрового плазмового спікання отримано нанокомпозити MgO–Y2O3. Показано, що підвищення температури синтезу збільшує середній розмір зерна обох фаз за рахунок термічно активованих процесів масообміну (Y2O3: 0,16-0,24 мкм, MgO: 0,20-0,275 мкм). Кераміка характеризується високою щільністю, відсутністю відкритих пор та рівномірним розподілом фаз, що дозволяє найбільш ефективно стабілізувати розмір зерен кераміки, так як кожне зерно є перешкодою для зростання зерна іншої фази. Досліджено оптичні властивості нанокомпозитів. Оптична прозорість нанокомпозитів MgO–Y2O3 (Т75% при =6000 нм) реалізується для середнього розміру зерен на рівні 200-250 нм, за якого внесок розсіювання світла на міжфазних межах є мінімальним.
Опис продукції
Розроблено наукове підґрунтя створення композитних нанокерамік MgO–Y2O3, перспективних оптичних матеріалів середнього ІЧ-діапазону. Консолідація нанопорошків MgO–Y2O3 (50:50 об.%), отриманих саморозповсюджуваним синтезом, з середнім розміром частинок 50 нм, методом іскрового спікання дозволяє отримати однорідну двофазну нанокераміку за рахунок обмеження рекристалізації під час спікання через зіткнення розділу взаємно нерозчинних фаз. Оптична прозорість нанокомпозитів MgO–Y2O3 (Т75% при =6000 нм) реалізується для середнього розміру зерен на рівні 200-250 нм, за якого внесок розсіювання світла на міжфазних межах є мінімальним.
Автори роботи
Безкровна Ольга Миколаївна
Вовк Олена Олександрівна
Воронов Олексій Петрович
Добротворська Марія Вікторівна
Долженкова Олена Федорівна
Коршикова Тетяна Іванівна
Кривоногов Сергій Іванович
Крижановська Олександра Сергіївна
Литвинов Леонід Аркадійович
Матвєєвська Неоніла Анатоліївна
Ніжанковський Сергій Вікторович
Найдьонов Сергій Вячеславович
Пархоменко Сергій Володимирович
Притула Ігор Михайлович
Сідельнікова Наталля Степанівна
Сафронова Надія Андріївна
Степаненко Віктор Михайлович
Толмачов Олександр Володимирович
Явецький Роман Павлович
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-02
