ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКОВ YAG:Ce ДЛЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Цель данного исследования – разработать химические основы технологии получения люминесцентных порошков алюмоиттриевого граната, легированного церием, с различной микроструктурой методом совместного осаждения. Систематически исследовано влияние основных технологических условий получения порошков алюмоиттриевого граната методом совместного осаждения на их эксплуатационные характеристики – интенсивность фотолюминесценции и способность к спеканию плотной керамики. Исследованы порошки двух типов – полученные при помощи осаждения аммиаком и гидрокарбонатом аммония. Впервые в открытой литературе целенаправленно исследовано влияние содержания нитрата аммония в осадке, полученном из азотнокислых растворов и влияние процедуры промывки осадка на свойства получаемого порошка YAG:Ce. Установлены количества нитрата аммония, существенно влияющие на свойства порошков YAG:Ce, полученных при синтезе с гидрокарбонатом аммония. Отсутствие стадии промывки осадка, полученного с аммиаком, приводит к снижению интенсивности фотолюминесценции полученного из него термообработкой порошка алюмоиттриевого граната на 30-40%. Показано, что повышение температуры термообработки осадков, полученных с аммиаком, сопровождается постепенной потерей прозрачности формирующихся частиц YAG:Ce в проходящем освещении при наблюдении в оптический микроскоп, что подтверждает закономерность, известную для объемных керамических материалов. При этом регистрируемые интенсивность фотолюминесценции и световыход сцинтилляций с повышением температуры термообработки порошка возрастают. Проведено сопоставление в идентичных условиях влияния катионных микропримесей щелочных, щелочноземельных, 3d и редкоземельных элементов на фотолюминесцентные характеристики порошков YAG:Ce. Показано, что наибольшее тушащее влияние на фотолюминесценцию оказывают Li, Ca, Mg, Fe, Co, Ni. Примеси редкоземельных элементов изменяют интенсивность фотолюминесценции менее существенно. Разработан лабораторный технологический регламент, в котором предложены процедуры и условия получения методом совместного осаждения порошков алюмоиттриевого граната двух типов – с плотными частицами, для использования в качестве люминофоров, и с наноструктурированными частицами, для получения на их основе керамики – из растворов солей металлов с концентрацией 1 моль/л, что превышает значения, известные из литературы. На основе порошка YAG:Ce, полученного в соответствии с описанными в Регламенте процедурами, получены образцы транслюцентной сцинтилляционной керамики, в том числе – впервые получена сцинтилляционная керамика, сформированная методом 3D-печати.