Способ получения нанокристаллических порошков оксида гадолиния, допированного редкоземельными элементами

Результат научно-исследовательской разработки Университета ИТМО. Изобретение относится к области нанотехнологий и наноматериалов, а именно к получению нанокристаллического порошка оксида гадолиния, допированного редкоземельными элементами (скандием, иттрием, лантаноидами), который обладает высокой термической и химической стойкостью. Изобретение может найти применение в оптоэлектронике при создании прозрачной лазерной керамики в качестве люминофора, для использования при изучении культурного наследия на основе передовых оптических технологий. Способ получения нанокристаллического порошка оксида гадолиния, допированного редкоземельными элементами, заключается в том, что готовят раствор, содержащий соли гадолиния и допирующих редкоземельных элементов, к которому добавляют раствор лимонной кислоты концентрацией 2 М и поливинилпирролидон. Затем полученную смесь перемешивают с помощью магнитной мешалки с подогревом и высушивают при температуре не более 150 °C до получения однородного геля, который подвергают термообработке при температуре не менее 600°C в течение 2 часов. Суммарная концентрация солей гадолиния и допирующих редкоземельных элементов составляет 0,005÷0,05 моль/л, объём раствора лимонной кислоты определяют из соотношения 50 мл на 5 г синтезируемого нанокристаллического порошка, а массу поливинилпирролидона рассчитывают из соотношения 10 г на 5 г синтезируемого нанокристаллического порошка. Согласно результатам рентгенофазового анализа, порошки, синтез которых описан в примерах, являются однофазными и имеют средние размеры частиц в диапазоне 8-18 нм в зависимости от температуры термообработки геля. Согласно данным сканирующей электронной микроскопии нанокристаллические порошки оксида гадолиния, синтезированные предлагаемым способом, состоят из морфологически однородных агрегатов наночастиц. Таким образом, предложенное изобретение позволяет получить нанокристаллические порошки оксида гадолиния, допированные редкоземельными элементами, с меньшим средним размером нанокристаллов, чем при использовании прототипа, с сохранением их морфологической однородности. Технический результат заключается в том, что предлагаемое техническое решение позволяет получить порошки оксида гадолиния, пригодные для создания прозрачной лазерной керамики.