Исследование влияния спекающих добавок и условий вакуумного спекания на оптические свойства керамики LuAG:Er 1 ат.%

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В данной работе были изготовлены керамические образцы на основе лютеций-алюминиевого граната легированного эрбием (содержанием 1 ат. %). При изготовлении керамического материала был выбран метод химического осаждения. Проведено исследование влияния двух типов спекающих добавок - MgO и CaO на микроструктуру и оптические свойства керамических образцов, полученных при температурах вакуумного спекания 1800, 1850, 1875°С. В статье подробно рассмотрено, как изменяется микроструктура и оптическое пропускание керамики со спекающими добавками MgO и CaO при различных температурах вакуумного спекания. Установлено, что оксид магния позволяет достичь более высокой оптической прозрачности керамики (около 80%), в то время как оксид кальция более эффективно способствует подавлению роста зерен. Повышение температуры спекания для образцов с MgO от 1800 до 1850°С способствовало увеличению светопропускания образцов от 10 до 80% и росту размера зерен от 1,80 до 3,03 мкм, в то время как для образцов с CaO подобного явления не наблюдалось, образцы полученные при температурах спекания 1850 и 1875°С обладали приблизительно одинаковой микроструктурой, содержащей остаточную микропористость.

Об авторах

Евгений Викторович Медяник

Северо-Кавказский Федеральный Университет

Email: miedianik84@mail.ru
научный сотрудник сектора спекания керамики научно-исследовательской лаборатории технологии перспективных материалов и лазерных сред научно-лабораторного комплекса чистых зон

Федор Федорович Малявин

Северо-Кавказский Федеральный Университет

{'lang': 'EN', '_text': 'Head of Ceramics Sintering Sector of the Research Laboratory of Technology of Advanced Materials and Laser Media of the Scientific Laboratory Complex of Clean Rooms'}

Вячеслав Анатольевич Лапин

Северо-Кавказский Федеральный Университет

к.т.н., старший научный сотрудник сектора физико-химических методов исследования и анализа научно-исследовательской лаборатории технологии перспективных материалов и лазерных сред, научно-лабораторный комплекс чистых зон

Александр Александрович Кравцов

Северо-Кавказский Федеральный Университет

к.т.н., заведующий сектором синтеза нанопорошков научно-исследовательской лаборатории перспективных материалов и лазерных сред научно-лабораторного комплекса чистых зон

Виктория Евгеньевна Супрунчук

Северо-Кавказский Федеральный Университет

к.х.н., старший научный сотрудник, сектор синтеза нанопорошков научно-исследовательской лаборатории перспективных материалов и лазерных сред научно-лабораторного комплекса чистых зон

Людмила Викторовна Тарала

Северо-Кавказский Федеральный Университет

научный сотрудник сектора синтеза нанопорошков научно-исследовательской лаборатории перспективных материалов и лазерных сред научно-лабораторного комплекса чистых зон

Список литературы

  1. Wang, S.F. Transparent ceramics: processing, materials and applications / S.F. Wang, J. Zhang, D.W. Luo et al. // Progress in Solid State Chemistry. - 2012. - V. 41. - I. 1-2. - P. 20-54. doi: 10.1016/j.progsolidstchem.2012.12.002.
  2. Kravtsov, A.A. Optical and luminescent properties of quasi-stoichiometric YAG: Cr3+ ceramics / A.A. Kravtsov, V.A. Tarala, F.F. Malyavin et al. // Journal of the European Ceramic Society. - 2023. - V. 43. - I. 15. - P. 7085-7095. doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2023.07.058.
  3. Jiang, N. Fabrication and laser performance of planar waveguide LuAG/Yb:LuAG/LuAG ceramics / N. Jiang, Y. Zhao, Z. Zhu et al. // Optical Materials. - 2019. - V. 89. - P. 149-156. doi: 10.1016/j.optmat.2019.01.033.
  4. Zhang, S. Passively Q-switched Er:LuAG laser at 1.65 μm using MoS2 and WS2 saturable absorbers / S. Zhang, L. Guo, M. Fan et al. // IEEE Photonics Journal. - 2017. - V. 9. - № 3. - P. 1-7. doi: 10.1109/JPHOT.2017.2691740.
  5. Esposito, L. Multilayered YAG-Yb:YAG ceramics: manufacture and laser performance / L. Esposito, J. Hostaša, A. Piancatelli et al. // Journal of Materials Chemistry C. - 2014. - V. 2. - I. 47. - P. 10138-10148. doi: 10.1039/C4TC01544D.
  6. Quan, J. Growth and fluorescence characteristics of Er:LuAG laser crystals /j. Quan, X. Yang, S. Long et al. // Journal of Crystal Growth. - 2019. - V. 507. - P. 321-326. doi: 10.1016/j.jcrysgro.2018.11.037.
  7. Zhou, T. Toward vacuum sintering of YAG transparent ceramic using divalent dopant as sintering aids: Investigation of microstructural evolution and optical property / T. Zhou, L. Zhang, Z. Li et al. // Ceramics International. - 2016. - V. 43. - I. 3. - P. 3140-3146. doi: 10.1016/j.ceramint.2016.11.131.
  8. Malyavin, F.F. Influence of the ceramic powder morphology and forming conditions on the optical transmittance of YAG:Yb ceramics / F.F. Malyavin, V.A. Tarala, S.V. Kuznetsov et al. // Ceramics International. - 2019. - V. 45. - I. 4. - P. 4418-4423. doi: 10.1016/j.ceramint.2018.11.119.
  9. Powder Diffraction File JCPDS-ICDD PDF-2 (Set 1-47). (Release, 2016). - Режим доступа: www.url: https://www.icdd.com/pdf-2. - 15.06.2024.
  10. Muñoz-García, A.B. Antisite defects in Ce-doped YAG (Y3Al5O12): First-principles study on structures and 4f-5d transitions / A.B. Muñoz-García, Z. Barandiarán, L. Seijo // Journal of Materials Chemistry. - 2012. - V. 22. - I. 37. - P. 19888-19897. doi: 10.1039/C2JM34479C.
  11. Liu, B. Formation energies of antisite defects in Y3Al5O12: a first-principles study / B. Liu, M. Gu, X. Liu et al. // Applied Physics. - 2009. - V. 94. - I. 12. - P. 121910-1-121910-3. doi: 10.1063/1.3109799.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).