Синтез иттрий-алюминиевого граната, активированного ионами церия, термохимическим методом

Abstract

Разработан метод синтеза дегидроксилированных ультрадисперсных порошков граната, легированного ионами церия (желтого люминофора), низкотемпературной термохимической реакцией. Установлено, что размеры, структура, морфология частиц полученных порошков иттрий-алюминиевого граната, активированного ионами церия (YAG:Ce), в значительной степени зависят от состава горючей смеси и режима последующей термической обработки. Средние размеры кристаллических частиц, рассчитанные по данным удельной поверхности порошков, находятся в области от 0,9 мкм до 1,6 мкм в зависимости от температуры обжига (от 650 до 1200°С), а диаметр первичных частиц YAG:Ce (средний размер области когерентного рассеяния) составляет 45 нм при температуре обжига 650°С. Порошки на основе YAG:Cе, синтезированные термохимическим методом с использованием смеси нитратов иттрия, алюминия, церия и смешанного горючего (карбамид и гексаметилентетрамин), при возбуждении синим светом люминесцируют в широкой полосе в диапазоне 470–750 нм с центром у 550 нм (желтое излучение). Установлено, что при получении YAG:Cе термохимическим методом в карбамиде и гексаметилентетрмине развивается температура, достаточная для образования соединения Y[3]Al[5]O[12] и вхождения ионов церия в структуру граната. Газовая восстановительная среда, образующаяся при термохимической реакции, способствует формированию ионов Се{3+}.