Везде

ОХНМНеорганические материалы Inorganic Materials

  • ISSN (Print) 0002-337X
  • ISSN (Online) 3034-5588

Получение стеклокерамики на основе Er:YAG и Bi2O3–B2O3–BaO методом селективного лазерного спекания

Вы можете
Код статьи
10.31857/S0002337X24050121-1
DOI
10.31857/S0002337X24050121
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Плехович С. Д.
  • Аффилиация: Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых Российской академии наук
Том/ Выпуск
Том 60 / Номер выпуска 5
Страницы
635-645
Аннотация
Разработан способ получения аморфного ультрадисперсного прекурсора (шихты) с различным соотношением Er:YAG и 20Bi2O3–60B2O3–20BaO. Методом селективного лазерного спекания показана возможность формирования функциональной стеклокерамики с кристаллической фазой, представленной иттрий-эрбий-алюминиевым гранатом и боратом иттрия-эрбия, из синтезированного прекурсора. Методами ДСК и РФА проведен анализ химических и фазовых превращений в процессах термической обработки прекурсора, методом АЭС-ИСП исследовано изменение макросостава стеклокерамики при характерных температурах синтеза. Показано, что используемый ультрадисперсный прекурсор перспективен для получения оптических интегральных схем по технологии селективного лазерного спекания.
Ключевые слова
стеклокерамика алюмоиттриевый гранат боратное стекло ДСК РФА селективное лазерное спекание
Дата публикации
16.10.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
30

Библиография

  1. 1. Плехович А.Д., Ростокина Е.Е., Комшина М.Е., Балуева К.В., Игнатова К.Ф., Кутьин А.М. Калорические и волюметрические свойства стеклообразующей системы Bi2O3–B2O3–BaO для оптических применений // Неорган. материалы. 2022. Т. 58. № 7. С. 763–770. https://doi.org/10.31857/S0002337X22060094
  2. 2. Chaim R., Kalina M., Shen J.Z. Transparent Yttrium Aluminum Garnet (YAG) Ceramics by Spark Plasma Sintering // J. Eur. Ceram. Soc. 2007. V. 27. P. 3331–3337. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2007.02.193
  3. 3. Xia Li Fabrication of Transparent Yttrium Aluminum Garnet Ceramic // J. Phys.: Conf. Ser. 2009. V. 152. Р. 012079. https://doi.org/10.1088/1742-6596/152/1/012079
  4. 4. Lin J., Lin P., Ao R., Xing L., Lin T., He P., Li J., Yang W. Microstructure Evolution and Mechanical Properties of YAG/YAG Joint Using Bismuth-Borate Glass // J. Eur. Ceram. Soc. 2021. V. 41. P. 2847–2854. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2020.12.002
  5. 5. Lu B., Gai K., Wang Q., Zhao T. Continuous Yttrium Aluminum Garnet Ceramic Fiber with High Tensile Strength by Melt-Spinning from Polymer Precursor // Ceram. Int. 2023. V. 49. P. 32318–32323. http://dx.doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.07.098
  6. 6. Пайгин В.Д., Степанов С.А., Валиев Д.Т., Двилис Э.С., Хасанов О.Л., Ваганов В.А., Алишин Т.Р., Калашников М.П., Илела А.Э. Люминесцентная керамика на основе иттрий-алюминиевого граната, полученная традиционным спеканием в воздушной атмосфере // Российские нанотехнологии. 2019. Т. 14. № 3–4. С. 26–31. https://doi.org/10.21517/1992-7223-2019-3-4-26-31
  7. 7. Kaminskii A., Becker P., Bohaty L., Ueda Ken-ichi, Takaichi K., Hanuza J., Maczka M., Eichler H., Gad M.A Gad. Monoclinic Bismuth Triborate BiB3O6 – a New Efficient χ(2)+χ(3) – Nonlinear Crystal Multiple Stimulated Raman Scattering and Selfsum – Frequency Lasing Effects // Opt. Commun. 2002. V. 206. P. 179–191. https://doi.org/10.1016/S0030-4018 (02)01386-X
  8. 8. Hellwig H., Liebertz J., Bohaty L. Exceptional Large Nonlinear Optical Coefficients in the Monoclinic Bismuth Borate BiB3O6 (BIBO) // Solid State Commun. 1999. V. 109. P. 249–251. https://doi.org/10.1016/S0038-1098 (98)00538-9
  9. 9. Becker P. Thermal and Optical Properties of Glasses of the System Bi2O3-B2O3 // Cryst. Res. Technol. 2003. V. 38. № 1. P. 74–82. https://doi.org/10.1002/crat.200310009
  10. 10. Effendy N., Zaid M.H.M., Sidek H.A.A., Halimah M.K., Shabdin M.K., Yusof K.A., Mayzan M.Z.H. The Elastic, Mechanical and Optical Properties of Bismuth Modified Borate Glass: Experimental and Artificial Neural Network Simulation // Opt. Mater. 2022. V. 126. P. 112170. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2022.112170
  11. 11. Chizhikov A.P., Bazhin P.M., Stolin A.M. Features of the Structure and Phase Composition of Materials Based on Aluminum Oxide and Chromium Borides Obtained under Conditions of SHS and Free SHS Compression // Lett. Mater. 2020. V. 10. P. 135–140. https://doi.org/10.22226/2410-3535-2020-2-135-140
  12. 12. Chen P., Li Y., Yin B., Li S., Jia W., Lao D., Wang H., Liu J. New Design of Bismuth Borate Ceramic/Epoxy Composites with Excellent Fracture Toughness and Radiation Shielding Capabilities // Mater. Today Commun. 2023. V. 35. P. 106102. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2023.106102
  13. 13. El-Khayatt A.M., Saudi H.A. Recycling of Waste Porcelain into Newly Developed Bismo-Borate Glass Admixture with Gd3+ Ions for Nuclear Radiation Protection Uses: An Experimental and Theoretical Study // Radiat. Phys. Chem. 2023. V. 203. P. 110612. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2022.110612
  14. 14. Степаненко С.А. Фотонный компьютер: структура и алгоритмы, оценки параметров // Фотоника. 2017. № 7. C. 67. https://doi.org/10.22184/1993-7296.2017.67.7.72.83
  15. 15. Цилькер Б.Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и систем. СПб: ПИТЕР, 2015.
  16. 16. Полуэктов А.О. Оптический логический элемент: Патент РФ № 20751061 от 10.03.1997.
  17. 17. Kumar A. Implementation of All-Optical NAND Logic Gate and Halfadder Using the Micro-Ring Resonator Structures // Opt. Quantum Electron. 2016. V. 48. № 477. https://doi.org/10.1007/s11082-016-0747-z
  18. 18. Кузнецова О.В., Сперанский В.С. Решение задач обработки оптических сигналов без оптоэлектронного преобразования // Т-Comm. 2012. № 8. С. 35–39.
  19. 19. Foldvari I., Beregi E., Munoz A., Sosa R., Horvath V. The Energy Levels of Er3+ Ion in Yttrium Aluminum Borate (YAB) Single Crystals // Opt. Mater. 2002. № 19. P. 241–244. https://doi.org/10.1016/S0925-3467 (01)00185-9
  20. 20. Jiang H., Wang J., Hu X., Liu H., Liu X.Y. Optical Transition Properties of Er3+ Ions in YA13(BO3)4 Crystal // Chem. Phys. Lett. 2002. № 365. P. 279. https://doi.org/10.1016/S0009-2614 (02)01479-3
  21. 21. Dammak M. Crystal-field Analysis of Er3+ Ions in Yttrium Aluminium Borate (YAB) Single Crystals // J. Alloys Compd. 2005. № 393. P. 51–56. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2004.10.006
  22. 22. You W., Lin Y., Chen Y., Luo Z., Huang Y. Growth and Spectroscopic Properties of Er3+ Single Doped and Er3+–Yb3+ Co-Doped YAl3(BO3)4 Crystals // J. Cryst. Growth. 2004. № 270. P. 481–485. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2004.07.005
  23. 23. Manjeet, Ravina, Amit, Poria K., Deopa N., Kumar A., Chahal R.P. Optimization of Dysprosium Ions Doped Borate Glasses for Photoluminescence Applications // Mater. Lett.: X. 2023. V. 19. P. 100208. https://doi.org/10.1016/j.mlblux.2023.100208
  24. 24. Bao W., Yu X., Wang T., Zhang H., Su C. Tb3+/Eu3+ Co-Doped Al2O3–B2O3–SrO Glass Ceramics: Preparation, Structure and Luminescence Properties // Opt. Mater. 2021. V. 122. P. 111772. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2021.111772
  25. 25. Ma R., Reniers S., Shoji Y., Mizumoto T., Williams K., Jiao Y., van der Tol J. Integrated Polarization-Independent Optical Isolators and Circulators on an InP Membrane on Silicon Platform // Optica. 2021. V. 8. P. 1654–1661. https://doi.org/10.1364/OPTICA.443097
  26. 26. Плехович А.Д., Ростокина Е.Е., Кутьин А.М., Гаврищук Е.М. Кинетика формирования алюмоиттриевого граната из аморфной фазы гидрозолей разного состава // Неорган. материалы. 2022. T. 58. № 12. С. 1353–1360. https://doi.org/10.31857/S0002337X22120090
  27. 27. Bobkova N.M., Trusova E.E., Zakharevich G.B. Phase, Glass Formation and the Properties of BaO–Bi2O3–B2O3 Glasses // Glass Ceram. 2013. № 69. P. 366–369. https://doi.org/10.1007/s10717-013-9480-2
  28. 28. Plekhovich A.D., Kut’in A.M., Rostokina E.E., Komshina M.E., Balueva K.V., Ignatova K.F., Shiryaev V.S. Controlled Crystallization of BaO–B2O3–Bi2O3 Glass in the Temperature Range of a Supercooled Melt in the Presence of Additional Nucleation Centers // J. Non-Cryst. Solids. 2022. V. 588. P. 121629. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2022.121629
  29. 29. Rostokina E.Ye., Plekhovich А.D., Kut’in А.M., Georgiu I.F., Balabanov S.S., Komshina M.E. Kinetic Effects of Substitution Er3+ for Y3+ in (Y1-xErx)3Al5O12 Garnet // J. Eur. Ceram. Soc. 2021. V. 41. P. 5324–5330. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.03.065
  30. 30. Bufetova G.A., Kashin V.V., Rusanov S.Ya., Seregin V.F., Tsvetkov V.B. Measurement of the Refractive Index of an Er3+:YAG Crystal Melt // J. Appl. Phys. 2020. V. 127. P. 035104. https://doi.org/10.1063/1.5128088
  31. 31. Zelmon D.E., Small D.L., Page R. Refractive-Index Measurements of Undoped Yttrium Aluminum Garnet from 0.4 to 5.0 μm // Appl. Opt. 1998. V. 37. P. 4933–4935. https://doi.org/10.1364/AO.37.004933
  32. 32. Peixin Zhong, Genyu Chen, Shaoxiang Cheng, Mingquan L. Study on the Effect of Laser Pre-Sintering in Laser-Assisted Glass Frit Bonding // J. Mater. Res. Technol. 2022. V. 20. P. 2309–2322. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.07.162
  33. 33. Gao B., Zhao H., Peng L., Sun Z. A Review of Research Progress in Selective Laser Melting (SLM) // Micromachines. 2023. V. 14. P. 57. https://doi.org/10.3390/mi14010057
  34. 34. Liu Q., Danlos Y., Song B., Zhang B., Yin S., Liao H. Effect of High-Temperature Preheating on the Selective Laser Melting of Yttria-Stabilized Zirconia Ceramic // J. Mater. Process. Technol. 2015. V. 222. P. 61–74. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2015.02.036
  35. 35. Protasov C.E., Khmyrov R.S., Grigoriev S.N., Gusarov A.V. Selective Laser Melting of Fused Silica: Interdependent Heat Transfer and Powder Consolidation // Int. J. Heat Mass Transfer. 2017. V. 104. P. 665–674. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.08.107
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека