Wpływ Gd2O3 na otrzymywanie szkło-ceramiki tlenkowo-fluorkowej z fazą niskofononową

• Autorzy: Kasprzyk M. , Środa M. , Szumera M.

Warianty tytułu

EN

Influence of Gd2O3 on the developing of low-phonon oxyfluoride glass-ceramics

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było zbadanie wpływu dodatku Gd2O3 na trwałość termiczną szkieł z układu BaF2-NaF-Gd2O3-Al2O3-SiO2. Przy użyciu metody DSC określono wpływ Gd2O3 na parametry termiczne takie jak: temperatura transformacji (Tg), temperatura początku krystalizacji (Tx), temperatura krystalizacji (Tp), zmiana ciepła właściwego (Δcp) oraz entalpia krystalizacji (ΔH). Na podstawie analizy termicznej wykonano proces kierowanej krystalizacji. Materiały szkło-ceramiczne zostały poddane analizie rentgenowskiej XRD. Stwierdzono, że dodatek Gd2O3 do szkieł glinokrzemianowych podwyższa temperaturę transformacji, jednocześnie obniżając wartość Δcp i trwałości termicznej ΔT. Prowadzi to do obniżenia ΔH. Całkowita zamiana Al2O3 na Gd2O3 prowadzi do krystalizacji Gd9,33(SiO4)6O2 przy braku tworzenia się Na-krzemianów. Z powodu udziału Gd w tworzeniu się faz fluorkowych (BaGdF5, GdF3), krystalizacja Gd9,33(SiO4)6O2 jest utrudniona.

EN

The aim of the research was to determine the influence of Gd2O3 addition on thermal stability of glasses from the BaF2-NaF-Gd2O3-Al2O3-SiO2 system. Thermal analysis was carried out using the DSC method. An impact of Gd2O3 on thermal parameters such as transformation temperature (Tg), onset temperature of crystallization (Tx), peak crystallization temperature (Tp), change of specific heat capacity (Δcp), and enthalpy of crystallization (ΔH) were determined. On the basis of the thermal analysis, controlled crystallization was conducted. The glass-ceramic materials were identified by XRD. It is stated that the addition of Gd2O3 to the aluminosilicate glass increases the transformation temperature, at the same time reducing the Δcp and thermal stability ΔT values. This results in a decrease in ΔH. The complete substitution of Al2O3 with Gd2O3 leads to the formation of Gd9.33(SiO4)6O2. Simultaneously, crystallization of Na-silicates is not observed. Because of the participation of Gd in the formation of fluoride phases (BaGdF5, GdF3), crystallization of Gd9.33(SiO4)6O2 is impeded.

Słowa kluczowe

PL

szkła tlenofluorkowe glinokrzemianowe; szkło-ceramika; analiza termiczna; krystalizacja; Gd2O3

EN

oxyfluoride aluminosilicate glasses; glass-ceramics; thermal analysis; crystallisation; Gd2O3

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 68, nr 4
• Strony: 369--375
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Kasprzyk M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, 30-059 Kraków

autor

Środa M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, 30-059 Kraków

autor

Szumera M.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Reben, M., Wacławska, I., Paluszkiewicz, C., Środa, M.: Thermal and structural studies of nanocrystallization of oxyfluoride glasses, J. Therm. Anal. Calorim., 88, 1, (2007), 285-289.
• [2] Chen, D., Yu, Y., Huang, P., Lin, H., Shan, Z., Wang, Y.: Color-tunable luminescence of Eu3+ in LaF3 embedded nanocomposite for light emitting diode, Acta Materialia, 58, 8, (2010), 3035-3041.
• [3] Moos, H.: Spectroscopic relaxation processes of rare earth ions in crystals, J. Luminescence, 1-2, (1970), 106-121.
• [4] Cai, J., Wei, X., Hu, F., Cao, Z., Zhao, L., Chen, Y.: Up-conversion luminescence and optical thermometry properties of transparent glass ceramics containing CaF2:Yb3+/Er3+ nanocrystals, 42, 12, Ceram. Int., (2016), 13990-13995.
• [5] Georgescu, S., Voiculescu, A., Matei, C., Secu, C., Negrea, R., Secu, M.: Ultraviolet and visible up-conversion luminescence of Er3+/Yb3+ co-doped CaF2 nanocrystals in sol–gel derived glass-ceramics, J. Luminescence, 143, (2013), 150-156.
• [6] Huang, L., Jia, S., Li, Y., Zhao, S., Deng, D., Wang, H., Jia, G., Hua, Y., Xu, S.: Enhanced emissions in Tb3+-doped oxyfluoride scintillating glass ceramics containing BaF2 nanocrystals, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A, 788, (2015), 111-115.
• [7] Li, C., Xu, S., Ye, R., Deng, D., Hua, Y., Zhao, S., Zhuang, S.: White up-conversion emission in Ho3+/Tm3+/Yb3+ tri-doped glass ceramics embedding BaF2 nanocrystals, Physica B: Condensed Matter, 406, 9, (2011), 1698-1701.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.