Получение керамики на основе оксидов эрбия и иттербия спеканием под высоким давлением

Abstract

Изучено влияние мощности тока нагрева при спекании порошков оксидов эрбия и иттербия под высоким давлением (7 ГПа) на микроструктуру, плотность, фазовый состав и прозрачность полученной керамики в диапазоне длин волн 400–850 нм. Установлено, что процесс спекания сопровождается ростом зерна, более интенсивным в образцах из более дисперсного порошка оксида эрбия, и частичным фазовым превращением кубической модификации оксида исходного порошка в моноклинную. Показано, что при спекании микропорошка Yb2O3 c размером частиц 7,5–15 мкм при низкой температуре (мощность тока нагрева – 0,6 кВт) формируется плотная микроструктура керамики, близкая к нанокристаллической с размером зерна 90–200 нм, что способствует более высокой прозрачности в ИК-диапазоне длин волн. Величина пропускания достигает 72 % на длине волны 830 нм.

The effect of heating current power during sintering of erbium and ytterbium oxide powders under high pressure (7 GPa) on the microstructure, density, phase composition and transparency of the resulting ceramics in the wavelength range 400–850 nm has been studied studied. It has been established that the sintering process is accompanied by grain growth, which is more intense in samples made from more dispersed erbium oxide powder, and a partial phase transformation of the cubic modification of the oxide of the original powder into a monoclinic one. It has been shown that when Yb2O3 with a particle size of 7,5–15 mkm is sintered at a low temperature (heating current power is – 0,6 kW) a dense ceramic microstructure is formed, which is close to nanocrystalline with a grain size of 90–200 nm, that contributes to higher transparency in the IR-wavelength range. The transmittance reaches 72 % at a wavelength of 830 nm.