Томские ученые научились быстро «зажигать» керамику
Материаловеды Томского политеха вместе с коллегами адаптировали метод электродугового плазменного синтеза для получения люминесцентной керамики. Он позволят получать светоизлучающие материалы менее, чем за минуту, сообщает пресс-служба вуза.
Для отработки технологии ученые синтезировали достаточно изученные составы люминесцентных керамик из оксида магния, оксида алюминия и алюмомагнезиальной шпинели с добавлением ионов хрома и марганца.
— Исследования полученных образцов показали, что наш подход позволяет изготовить светоизлучающую керамику менее чем за минуту. При этом эффективность излучения сопоставима с показателями аналогичных материалов, полученных другими методами, которые требуют больших временных затрат и применения дорогостоящего оборудования. Стоит отметить, что изменение химического состава материалов не требует изменения технологии, — отмечает руководитель проекта, доцент отделения материаловедения Инженерной школы новых производственных технологий ТПУ Дамир Валиев.
В ходе лабораторных экспериментов подготовленные исходные материалы обрабатывали в установке электрической дуговой плазмы. В плазменной среде образцы плавились менее чем за 60 секунд. После отключения плазменного факела расплав затвердевал приблизительно за пять минут, образуя полусферические продукты.
Методами рентгенодифракционного и SEM-EDX анализа было установлено, что условия плазменного синтеза способствуют эффективному внедрению ионов активатора в кристаллическую решетку оксидной керамики.
— Использование различных активаторов позволяет получать излучение в разных спектральных диапазонах, что подчеркивает потенциал для разработки материалов с заданными спектрально-люминесцентными характеристиками. Так, полученные образцы с «красновато-розовым» свечением, и образцы с «зеленым» свечением, можно адаптировать, например, для производства лазерных проекторов, где керамический преобразователь лазерного излучения является ключевым компонентом оптического тракта в получении изображения с высокой цветовой яркостью, — поясняет Дамир Валиев.
Ученые также выяснили, что интенсивность свечения и время затухания итогового материала зависят от структуры кристаллической решетки исходного оксида. Установленные взаимосвязи «состав-структура-свойство» имеют фундаментальное значение для понимания люминесцентных центров в неравновесной керамике и обеспечивают основу для целенаправленного проектирования новых функциональных материалов оптоэлектроники.
Подписывайтесь на наш телеграм-канал «Томский Обзор».