Перспективная люминесцирующая стеклокерамика: физико-химические свойства и фазовые равновесия модельных систем при высоких температурах

Представленный проект направлен на решение фундаментальной научной задачи современного материаловедения: разработку и изучение новых стеклокристаллических люминофоров с заданными улучшенными физико-химическими свойствами, сохраняющими стабильность при высоких температурах. Создание новых стеклокерамических флуоресцентных материалов связано с созданием новых источников излучения, радиационной и современной медицинской диагностики, в частности, с использованием светодиодных технологий. Стеклокристаллические материалы на основе рассматриваемой системы (MeO/MeF2)-TiO2(ZrO2)-Al2O3-SiO2 (где Me – Mg, Ca, Ba, Zn) активированных ионами Ce3+, Pr3+, Eu3+,Sb3+,Mn2+,Sn2+, Pb2+, с поверхностью, модифицированной серебром, являются наиболее перспективными для получения дешевых мощных источников света с широким спектром излучения. Уникальной особенностью данного проекта является взаимно дополняющее комплексное изучение рассматриваемой многокомпонентной системы, которое позволит не только впервые получить при высоких температурах экспериментальные данные о фазовых равновесиях, структуре, физико-химических свойствах, термодинамике и испарении, но и провести термодинамическое моделирование с целью выбора оптимальных составов стеклокерамики с улучшенными люминесцентными свойствами и наименьшей летучестью. В системах будут исследованы влияние частичной замены кислорода фтором на температуру ликвидуса, область стеклообразования, кинетику кристаллизации фаз, структурное положение ионов фтора в стеклокристалле, а также изменение степени ионности связей в оксифторидных кристаллах на интенсивность люминесценции активированных стеклокристаллов. Необходимо подчеркнуть, что впервые совместные взаимно дополняющие усилия научных коллективов Армении и России (ИОНХ НАН РА и ИХС РАН) позволят на примере высокотемпературного физико-химического исследования системы (MeO/MeF2)-TiO2(ZrO2)-Al2O3-SiO2 (где Me – Mg, Ca, Ba, Zn) рассмотреть достоверность экспериментальных данных, найденных с привлечением различных методов, и разработать эффективные подходы для их моделирования при синтезе и эксплуатации люминесцирующей стеклокерамики. Для решения поставленной в проекте задачи будут привлечены следующие экспериментальные методы и теоретические подходы: высокотемпературная микроскопия, электронная микроскопия, ИК-спектроскопия, рентгенофазовый анализ, термогравиметрия, дифференциальный термический анализ, высокотемпературная масс-спектрометрия, оптическая и люминесцентная спектроскопия, методы изучения теплофизических и механических свойств, а также для моделирования - обобщенная решеточная теория ассоциированных растворов и метод Колера.