ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
ИРНAP08052050, Номер госрегистрации0120РК00038
НаименованиеРазработка и совершенствование синтеза люминесцирующей YAG:Се нанокерамики в поле мощных потоков радиации
Приоритетное направлениеРациональное использование природных ресурсов, в том числе водных ресурсов, геология, переработка, новые материалы и технологии, безопасные изделия и конструкции
Вид исследованияПрикладное
ЗаявительНекоммерческое акционерное общество "Евразийский Национальный университет имени Л.Н. Гумилева"
Научный руководительКарипбаев Жакып Тлеубаевич
Балл ГНТЭ31.34
Общая одобренная сумма73525332
Решение ННС
Ожидаемые результаты
Исследование воспроизводимости синтеза YAG:Се нанокерамики в поле мощного потока радиации.
1. Определен порог плотности мощности потока, равный 13 кВт/см2, выше которого радиационный синтез керамики реализуется. Дифрактограммы полностью соответствуют известным для YAG:Ce кристаллам по положению и соотношению пиков. В СЭМ снимках сколов видно, что образцы керамики представляют собой спаянные друг с другом частицы с размерами ~1…30 мкм.
2. Характеристическое временя затухания люминесценции в образцах изменяются в пределах от 61,9 нс до 64,9 нс в серии 35, от 62,1 нс до 64,2нс в серии 36, от 63,2 нс до 65,9 нс в серии 37, от 63,1 нс до 64,9 нс в серии 38. Яркость образцов керамики в среднем примерно 2 раза ниже яркости промышленных люминофоров. Имеет место различия в люминесцентных характеристиках образцов одной серии, превышающие погрешность измерений.
3. Спектральные характеристики люминесценции керамики не зависят существенно от отжига при температуре 1650°С в течение 8 часов. Однако отжиг приводит к изменению цвета образцов керамики.
4. От вида возбуждения люминесценции различаются спектральные характеристики керамик. При КЛ максимум 2,3 эВ и HWHM 0,3 эВ Приведенные результаты при ИФЛ и КЛ доказывают достоверность результатов радиационного синтеза YAG:Ce керамики.
Реферат (Абстракт) - 2020 год
Объект исследования, разработки или проектирования
Объектами исследования являются нанокерамики YAG:Ce (YAGG:Ce)
Цель работы
Синтез нанокерамики на основе YAG:Ce, измерение фотометрических и люминесцентных параметров, определение структуры и фазы, зависимости отжига на люминесцентные свойства.
Методы исследования
Импульсная катодолюминесценция, импульсная фотолюминесценция, фотолюминесценция, сканирующая электронная микроскопия, рентгеновская дифрактометрия
Полученные результаты и новизна
Впервые синтезирована YAG:Се нанокерамика в поле мощного потока радиации.
1. Керамика имеет гетерогенную структуру. Основной фазой полученной керамики является YAG, которая составляет от 72 до 91% от всего объёма образцов. Синтезированная керамика имеет характерные для YAG:Се (YAGG:Се) люминофоров свойства.
2. Cинтез в поле радиации может обеспечить высокую воспроизводимость получаемого материала.
3. В основных чертах спектральные и кинетические характеристики люминесценции керамики подобны известным для YAG:Се люминофоров и керамики, полученной с использованием методом твердотельных реакции. Во всех исследованных образцах присутствие ионов гадолиния приводит к небольшому перераспределению полос излучения в сторону длинноволновой области по сравнению с таковыми в YAG:Ce.
4. После окончания импульса фотовозбуждения свечение с характерным временем ~ 60 нс затухает более чем в 100 раз за 250 нс, проявляются и более медленные компоненты затухания. Интенсивность катодолюминесценции с характерным временем ~ 60 нс уменьшается в 10-20 раз за 250 нс. Спектры ИКЛ не зависят от мощности синтеза и состава нанокерамики.
5. Дополнительная высокотемпературная обработка синтезированных керамических образцов не приводит к изменению их люминесцентных характеристик. Синтез производится при энергии электронов 1,4 МэВ и плотностью мощности 23 кВт/см2, продолжительность синтеза составляла 1 с, а производительность около 1,5 г/с.
Основные конструктивные и технико экономические показатели
Метод синтеза, продемонстрированный в данной НИР, может быть перспективным для синтеза различных типов, легированных/нелегированных, люминесцентных/нелюминесцентных керамических материалов. Такой синтез в мощных полях радиации может обеспечить высокую скорость и производительность огнеупорных многокомпонентных оксидных керамик. В используемых в НИР условиях электронный пучок с энергией 1,4 МэВ и плотностью мощности 23 кВт/см2, продолжительность синтеза составляла 1 с, а производительность около 1,5 г/с. Высокая производительность и простота метода является очевидным достоинством.
Область применения
Область применения: в качестве люминофоров в современном светодиодном освещении, сцинтилляторов в томографии в медицине, в системах контроля и безопасности, в науке.