Синтез наноструктурированных порошков иттрий-алюминиевого граната, активированного ионами церия и их применение для формирования наполненных полимерных оптических композитов

Abstract

Разработан способ термохимического синтеза порошков иттрий-алюминиевого граната, легированного ионами церия (желтого люминофора) для наполнения полимерных материалов с целью создания оптических композитов. Установлено, что диаметр первичных частиц YAG:Ce (средний размер области когерентного рассеяния) составляет 45 нм. Наполненные полимерные композиты (НПК) формовали экструзионным методом в виде ленты с использованием в качестве прозрачной матрицы полиэтилена высокого давления. Установлено, что НПК люминесцируют на длине волны с максимумом 560 нм (желтое излучение) при возбуждении на длине волны 465 нм (синий светодиод), а суммарное излучение от композита демонстрирует яркий белый свет.

A method of thermochemical synthesis of powders of yttrium-aluminum garnet doped with cerium (yellow phosphor) for polymer material filling with the purpose of optical composites creation has been developed. As initial ingredients for the synthesis of Y 2.95Ce0.05Al5O12; Y(NO 3)3∙6Н2О, Al(NO 3)3∙9Н2О, Се(NO3)3∙6Н2О and two kinds of organic fuel, sucrose (C 12H22O11) and carbamide ( СO(NH2)2) with the addition of hexamethylenetetramine ((CH2)6N4) were used. The obtained samples were characterized by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectrosc opy (FT-IR), thermogravimetric analysis (TGA) and photoluminescence spectroscopy. It is found that primary particle diam eter of YAG:Ce (average size of the coherent scattering) is 45 nm. Filled Polymer Composites (FPC) was form ed by extrusion in the form of tape using as matrix a transparent high-density polyethylene. It has been established that the FPC luminesces with a maximum at the wavelength of 560 nm (yellow light) when excited at the wavelength of 465 nm (blue LED), and the total emission from the composite shows a bright white light.