Тема: ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ НА ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИЭЛЕКТРИКА Al2O3

РЕФЕРАТ
Пояснительная записка 82 с., 41 рис., 8 табл., 44 источников.
РАСТРОВАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ МИКРОСКОПИЯ,
ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ, ОПТИЧЕСКОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ,
ДОЗИМЕТРИЯ, МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ ОКСИД АЛЮМИНИЯ, УЛЬТРАДИСПЕРСНАЯ КЕРАМИКА.
Целью магистерской диссертации являлось изучение зависимости люминесцентных свойств оксида алюминия от его структурного состояния и степенью облучения.
В результате исследования были выявлены основные структурные особенности ультрадисперсной керамики методом растровой электронной микроскопии. Определена зависимость размеров частиц от режимов термической обработки, а так же найден средний размер зерен образцов за счет проведения статистической обработки изображений РЭМ на программно-аппаратном комплексе анализа изображений SIAMS 700.
Установлено, что фотолюминесцентные свойства исследуемых монокристаллических образцов соответствуют общеизвестным литературными данными. Измерены спектры фотолюминесценции после полировки образцов и найдена зависимость оптического поглощения от дозы облучения.
Рассмотрена ФЛ ультрадисперсной керамики и проведен сравнительный анализ полученных параметров с монокристаллическим образцом. Так же получены спектры возбуждения и излучения при различных режимах синтеза керамики. Данные исследования позволяют рассматривать ультрадисперсную керамику как перспективный материал для высокодозных измерений.
В настоящее время исследование свойств наноразмерных соединений на основе оксида алюминия является одной из главных тенденций в развитии нанотехнологий. Это обусловлено тем, что он обладает уникальной комбинацией превосходных оптических, физических и химических свойств и других характеристик. Он химически устойчив ко многим кислотам и щелочам при температурах вплоть до 1000 °С, а также к плавиковой кислоте ниже 300 °С. Одним из отличительных свойств оксида алюминия является широкое применение его в агрессивных средах, когда требуется оптическая прозрачность в диапазоне от видимого до ближнего ИК спектра. А дефекты его структуры, оптические и люминесцентные свойства активно изучаются в настоящее время.
Фотолюминесценция монокристаллов Al2O3 имеет важное фундаментальное и прикладное значение. Изучение люминесцентных свойств оксида алюминия может в дальнейшем позволить создать монокристаллы с более высокими оптическими и физическими свойствами. Это является актуальным, так как они обладают широким спектром применимости.
Одна из сфер применения оксида алюминия это атомная энергетика. Конструкционные элементы и металлокерамические узлы из Al2O3: трубы, змеевики и другие изделия используются в исследовательских реакторах и ядерных энергетических установках при высокой температуре, в условиях радиационно- и химически активных сред. Так же он широко используется в лазерной технике в качестве оболочки для ламп накачки, где его применение позволило вдвое повысить КПД, снизить массу и габариты ряда твердотельных лазерных устройств. Выполненные из профилированного оксида алюминия конструктивные элементы твердотельных и газовых лазеров способствуют повышению их удельных энергетических характеристик.
Монокристаллы Al2O3 применяются в оптических деталях (окнах, пластинах, линзах, световодах), высокотемпературных подложках, деталей точной механики, колбах ламп высокого давления, а также в медицинской технике, например, для изготовления костных протезов. На основе кристаллов оксида алюминия, содержащих анионные вакансии, созданы высокочувствительные детекторы ионизирующих излучений, а ультрадисперсная керамика рассматривается как перспективный материал для высокодозных измерений.

Купить

В результате выполнения магистерской диссертации исследовано влияние структурного состояния на фотолюминесцентные свойства оксида алюминия. Получены следующие основные результаты:
- выполнен литературный обзор научных работ по синтезу монокристаллического и ультрадисперсного оксида алюминия и их фотолюминесцентным свойствам. Рассмотрен метод Степанова и способ получения ультрадисперсной керамики. Получено представление о природе люминесцентных явлений, изучены фотолюминесцентные свойствах, которыми обладает оксид алюминия;
- рассмотрены все этапы получения монокристаллических образцов для исследования. Изображения поверхности образцов, полученных с помощью РЭМ, позволили изучить методы модификации образцов и произвести анализ структурного состояния ультрадисперсной керамики и АОА. Выявлено, что при возрастании температуры отжига, размер зерен увеличивается, в следствии коалесценцией зерен.
- произведен анализ спектров возбуждения и эмиссии для монокристаллического ОА, выявлены центры свечения равные 205 (Б+), 220 (Б) нм и центры излучения равные 410 (Б) и 795 (Б) нм, которые соответствуют теоретическим данным. Изучена ФЛ облученных полированных образцов Выявлено, что при увеличении дозы облучения интенсивность возрастает. Измерена оптическая плотность полированных образцов. Рассмотрены особенности фотолюминесценции ультрадисперсной керамики. Установлено, что полосы возбуждения и свечения у наноструктурного и монокристаллического АО совпадают при этом интенсивность фотолюминесценции в указанных полосах у наноструктуры значительно ниже, чем у монокристалла. Выявлено, что выращенные на керамике нанотрубки гасят центры свечения. Установлено, положительное влиянии высокотемпературного отжига в присутствии графита на процесс образования кислородных вакансий.

Купить