ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ НА ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДИЭЛЕКТРИКА Al2O3

1 ВЛИЯНИЕ МЕТОДОВ СИНТЕЗА НА ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА
МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО И УЛЬТРАДИСПЕРСНОГО А12О3 (литературный обзор) 10
1.1 Синтез образцов 10
1.1.1 Метод Степанова 10
1.1.2 Синтез нанокристаллических порошков и получение керамики на их
основе 12
1.2 Люминесценция 15
1.2.1 Виды люминесценции 16
1.2.2 Основные характеристики люминесценции 19
1.2.3 Интенсивность люминесценции от концентрации люминофора .. 22
1.2.4 Электронные переходы в возбужденной молекуле 24
1.2.5 Спектры люминесценции 25
1.2.6 Структурные дефекты в А12О3 28
1.2.7 Одноканальные спектральные приборы с пространственным
разделением волн 30
1.3 Выводы 36
2 МЕТОДЫ МОДИФИКАЦИИ ОБРАЗЦОВ И АНАЛИЗА ИХ
СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ 37
2.1 Монокристаллический А12О3 37
2.1.1 Получение А12О3 37
2.1.2 Полировка 38
2.1.3 Облучение 39
2.2 Нанокристаллический А12О3 39
2.2.1 Описание образцов 39
2.2.2 Методика измерения 41
2.2.3 Апробация 44
2.2.4 Распределение частиц 48
2.3 Выводы 54
3 ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО И СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ НА ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЮ И ОПТИЧЕСКОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ
МОНОКРИСТАЛЛА И УЛЬТРАДИСПЕРСНОЙ КЕРАМИКИ Л12О3 55
3.1 Оптическое поглощение и ФЛ монокристаллического Л12О3 55
3.1.1 Установка для измерения спектров фотолюминесценции 55
3.1.2 Методика эксперимента 56
3.1.3 Фотолюминесценция 57
3.1.4 ФЛ полированных образцов при различных дозах облучения 58
3.1.5 Установка для измерения оптического поглощения 59
3.1.6 Оптическое поглощение полированных образцов 61
3.2 Исследование фотолюминесцентных свойств ультрадисперсной
керамики Л12О3 65
3.3 Безопасность жизнедеятельности 70
3.3.1 Электробезопасность 70
3.3.2 Защита от электромагнитного излучения 71
3.4 Природопользование и охрана окружающей среды 72
3.4.1 Оценка влияния деятельности на окружающую среду 72
3.4.2 Обеспечение экологической безопасности 73
3.5 Выводы 75
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 76
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 78

Купить

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