Otrzymywanie i właściwości czerwonych pigmentów o strukturze perowskitu. Cz. I: Synteza czystego YAIO3

• Autorzy: Bućko M. M. , Stobierska E. , Lis J. , Gubernat A.

Warianty tytułu

EN

Synthesis and properties of red pigments with perovskite structure. Pt. 1: Preparation of pure YAIO3

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Stosując szereg mokrych metod chemicznych takich jak współstrącenie-prażenie czy rozkład prekursora organometalicznego, otrzymano jednofazowe proszki tlenku itrowo-glinowego o strukturze perowskitu YAIO3. Temperatura syntezy fazy perowskitowej zależna była od użytej metody oraz rodzaju prekursora i wynosiła co najmniej 1500 stopni C. Zmiany składu fazowego proszków w trakcie prażenia wskazują, że pierwszym etapem procesu jest synteza granatu itrowo-glinowego, Y3AI5O12, oraz podwójnego tlenku o symetrii jednoskośnej, Y4AI2O9. Stosowanie różnych metod pozwala na uzyskanie zróżnicowanych morfologicznie proszków; różnice dotyczą zarówno kształtu jak i wielkości ziaren. W oparciu o zależności strukturalne i termodynamiczne przedyskutowano mechanizm powstawania fazy perowskitowej. Sądzić można, iż opanowanie metody otrzymywania perowskitu itrowo-glinowego przy zastosowaniu mokrych metod chemicznych pozwoli na wykorzystanie ich do otrzymywania tego związku, który, po wprowadzeniu jonów chromu do jego struktury, znajdzie zastosowanie jako czerwony pigment ceramiczny odporny na działanie stosunkowo wysokich temperatur.

EN

Several wet-chemical methods were used in this study, such as co-precipitation with calcination or decomposition of organo-metallic precursor, in order to obtain monophase powders of yttrium-aluminum oxide with perovskite structure (YAIO3). The temperature of perovskite phase synthesis depended on the processing method applied and the type of precursor, and was equal to at least 1500 Celsius degrees. Variations in phase composition of powders during calcination indicated that the synthesis of yttria-alumina garnet Y3AI5O12, as well as that of double-oxide of monoclinic symmetry Y4AI2O9 occurred in the first stage of the process. The use of different methods allowed obtaining powders of varying morphology and the differences related to both shape and size of grains. The mechanism of formation of perovskite phase is discussed here on the basis of structural and thermodynamic relationships.

Słowa kluczowe

PL

pigmenty czerwone

EN

red pigments

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2008
• Tom: R. 60, nr 1
• Strony: 20--27
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Bućko M. M.

autor

Stobierska E.

autor

Lis J.

autor

Gubernat A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im . St. Staszica, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych

Bibliografia

• [1] I. Warshaw I., R. Roy, Stable and metastable equilibria in the systems Y2O3-AI2O3 and Gd2O3-Fe2O3, J. Am. Ceram. Soc. 42 (1959) 434-438.
• [2] J.S. Abell, I.R. Harris, B. Cockayne, B. Lent, An irwestigation of phase stability in the Y2O3-AI2O3 system, J. Mat. Sci., 9 (1974) 527-537.
• [3] B. Cockayne, The uses and enigmas of the AI2O3-Y2O3 phase system, J. Less-Com. Met., 114 (1985) 199-206.
• [4] M.J. Weber, Optical spectra of Ce3* and Ce3ł-sensitized fluorescence in YAIO3, J. Appl. Phys., 44 (1973) 3205-3208.
• [5] S. Baccaro, K. Blazek, F. de Notaristefani, P. Mały, J.A. Mares, R.Pani, R. Pellegrini, A. Soluri, Scintillation properties of YAP: Ce, Nuci. Instrum. Meth., A361 (1995) 209-215.
• [6] M. Harada, K. Sakurai, K. Saitoh, S. Kishimoto, Fast signal processing of a yttrium-aluminum-perovskite:Ce detectorfor synchrotron x-ray experiments, Rev. Sci. Instrum.,72 (2001) 4308-4311.
• [7] M. Malinowski, R. Piramidowicz, Z. Frukacz, G. Chadeyron, R.Mahiou, M.F. Joubert, Spectroscopy and upconversion processes in YAIO3:Ho3ł crystals, Opt. Mater., 12 (1999) 409-423.
• [8] C. D'Ambrosio, F. De Notaristefani, H. Leutz, D. Puertolas, E. Rosso, Crystalline YAIO3 as a novel window for photodetectors Nuci. Instrum. Meth., A454 (2000) 221-226.
• [9] Y. Kawab, A. Yamanaka, H. Horiuchi, H. Takashima, E. Hanamura, Luminescence of color centers formed in alkalieartn-doped yttrium orthoaluminate crystals, J. Lumin., 121 (2006)517-526.
• [10] Y. Marinova, J.M. Hohemberger, E. Cordoncillo, P. Escribano, J.B. Carda, Study of solid solutions, with perovskitestructure, for application in the field of the ceramic pigments, J. Eur.Ceram. Soc, 23 (2003) 213-220.
• [11] M. Shirpour, M.A. Faghihi-Sani, A. Mirhabibi, Synthesis and study of a new class of red pigments based on perovskite YAIO3 structure, Ceramics Int. 33 (2007) 1427-1433.
• [12] E. Stobierska, J. Lis, M. Bućko, A. Gubemat, Ceramic pigments with perovskite structure, Adv. Sci. Tech. 45 (2006) 276-280.
• [13] P.A. Tanner, P.-T. Law, K.-L. Wong, L. Fu, Preformed sol-gel synthesis and characterization of YAIO3, J. Mat. Sci., 38 (2003)4857-4861.
• [14] J.-R. Lo, T.-Y.Tseng, Phase development and activation energy of the Y2O3-AI2O3 system by a modified sol-gel process, Mat.Chem.Phys., 56 (1998) 56-62.
• [15] G. Gowda, Synthesis of yttrium aluminates by the sol-gel process, J. Mat. Sci. Lett., 5 (1986) 1029-1032.
• [16] M. Harada, A. Ue, M. Inoue, X. Guo, K. Sakurai, Formationof yttrium aluminum perovskite fine powders by a polymerized complex method, J. Mater. Sci. Lett., 20 (2001) 741-742.
• [17] M. Harada, M. Goto, Synthesis of Y-AI-0 compounds by a polymer complex method, J. Alloys Compds., 408-412 (2006) 1193-1195.
• [18] S. D. Han, S.P. Khatkar, V.B. Taxak, D. Kumar, J.-Y. Park, Combustion synthesis and luminescent properties of Eudoped LnAIO3 (Ln =Y and Gd) phosphors, Mat. Sci. Eng. B127 (2006) 272-275.
• [19] S.-M. Sim, K.A. Keller, T.-l. Mah, Phase formation in yttrium aluminum garnet powders synthesized by chemical methods, J. Mat. Sci. 35(2000)713-717.
• [20] karta ICDD nr 33-0040.
• [21] karta ICDD nr 34-0368.
• [22] karta ICDD nr 33-0041.
• [23] Z. Jin, Q. Chen, An assessment of theAIO15-YO15 system, Calphad 19 (1995)69-79.
• [24] M. Medraj, R. Hammond, M.A. Parvez, R.A.L. Drew, W.T. Thompson, High temperaturę neutron diffraction study of the AI2O3-Y2O3 system, J. Eur. Ceram. Soc. 26 (2006) 3515-3524.