PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

The production of polycrystalline single-phase YAP ceramics from the wet chemical way derived powders

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Otrzymywanie polikrystalicznej monofazowej ceramiki YAP z proszków pochodzących z mokrej syntezy chemicznej
Języki publikacji
EN PL
Abstrakty
EN
The subject of the research is the preparation of yttrium aluminium perovskite YAlO3 (YAP) precursor powder and its free sintering ability. In the conducted research, the influence of the application of chemical methods of precursor powder preparation on its properties, phase composition after thermal treatment and the ability to obtain dense ceramics was checked. The precursor samples were prepared by the Pechini sol-gel and co-precipitation methods and by the combustion method using fuels in the form of citric acid or tris (hydroxymethyl) aminomethane (HOCH2)3CNH2. After calcination of the precursors and thermal treatment at 1600 °C, it was shown that the highest sinter density and the highest phase purity were obtained for ceramics obtained from the powder obtained from combustion with TRIS fuel. The sinterability studies and the development of phase composition depending on the temperature indicate that the most favourable properties of YAP ceramics (99% YAP) are obtained by free sintering of the selected precursor powder at 1400 °C.
PL
Przedmiotem badań jest otrzymywanie proszku prekursora perowskitu itrowo-glinowego YAlO3 (YAP) i jego zdolność do spiekania swobodnego. W przeprowadzonych badaniach sprawdzono wpływ zastosowania chemicznych metod przygotowania proszku prekursora na jego właściwości, skład fazowy po obróbce termicznej i zdolność do uzyskania gęstej ceramiki. Próbki prekursorów przygotowano metodą zol-żel Pechiniego, współstrącania oraz metodą spalania z użyciem paliwa w postaci kwasu cytrynowego lub tris (hydroksymetylo) aminometanu (HOCH2)3CNH2. Po kalcynacji prekursorów oraz obróbce termicznej w 1600 °C wykazano, że najwyższą gęstość spieków i najwyższą czystość fazową uzyskano dla ceramiki otrzymanej z proszku pochodzącego ze spalania z udziałem paliwa TRIS. Badania podatności na spiekanie i rozwój składu fazowego w zależności od temperatury wskazują, że najkorzystniejsze własności ceramiki YAP-u (99% YAP) otrzymuje się przez spiekanie swobodne wybranego proszku prekursora w 1400 °C.
Rocznik
Strony
247--259
Opis fizyczny
Bibliogr. 28 poz., rys., tab.
Twórcy
  • Silesian University of Technology, Faculty of Materials Science, 8 Krasińskiego St., Katowice, 40-019, Poland
  • Silesian University of Technology, Faculty of Materials Science, 8 Krasińskiego St., Katowice, 40-019, Poland
  • Silesian University of Technology, Faculty of Materials Science, 8 Krasińskiego St., Katowice, 40-019, Poland
  • Silesian University of Technology, Faculty of Materials Science, 8 Krasińskiego St., Katowice, 40-019, Poland
  • Silesian University of Technology, Faculty of Materials Science, Prof. Emer.
autor
  • University of Applied Science, Stegerwaldstr. 39, 48-565 Steinfurt, Germany
Bibliografia
  • 1. Fabrichnaya, O., Seifert, H. J., Weiland, R., Ludvig, T., Aldinger, F., Navrotsky, A.: Phase equilibria and thermodynamics in the Al2O3-Y2O3-SiO2 system, Z. Metallkd., 92, 1, (2001), 1083-1097.
  • 2. Lu, J., Ueda, K., Yagi, H., Yanagitani, T., Akiyama, Y., Kaminski, A.: Neodymium doped yttrium aluminum garnet (Y3Al5O12) nanocrystalline ceramics-a new generation of solid state laser and optical materials, J. Alloys Compd., 341, (2002), 220-225, https://doi.org/10.1016/S0925-8388(02)00083-X
  • 3. Lupei, V., Lupei, A., Ikesue, A.: Single crystal and transparent ceramic Nd-doped oxide laser materials: a comparative spectroscopic investigation, J. Alloys Compd., 380, 1–2, (2004), 61-70, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2004.03.008
  • 4. Marlot, C., Barraud, E., Le Gallet, S., Eichhorn, M., Bernard, F.: Synthesis of YAG nanopowder by the co-precipitation method: Influence of pH and study of the reaction mechanisms, J. Solid State Chem., 191, p.114-120 (2012), https://doi.org/10.1016/j.jssc.2012.02.063
  • 5. Mancic, L., Marinkovic, K., Marinkovic, B. A., Dramicanin, M., Milosevic, O., YAG:Ce3+ nanostructured particles obtained via spray pyrolysis of polymeric precursor solution, J. Eur. Ceram. Soc., 30, 2, (2010), 577-582, https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2009.05.037
  • 6. Lipińska, L., Łojko, L., Kłos, A., Ganschow, S., Diduszko, R., Ryba-Romanowski, W. Pajączkowska, A.: Nanopowders and crystals in (Y1-xNdx)3Al5O12 system: Preparation and properties, J. Alloys Compd., 432, 177-182, (2007), https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2006.05.112
  • 7. Sulc, J., Jelinkova, H., Jabczynski, J. K., Zendzian, W., Kwiatkowski, J., Nejezchleb, K., Skoda, V.: Comparison of diode-side-pumped triangular Nd:YAG and Nd:YAP laser, Proc. SPIE 5707, Solid State Lasers XIV: Technology and Devices, (27 April 2005), https://doi.org/10.1117/12.588233
  • 8. Onorati, D., Romanelli, G., Ulpiani, P., Cazzaniga, C., Preziosi, E., Arcidiacono, L., Festa, G., Andreani, C., Senesi, R., Morone, M. C.: FLUKA simulations and benchmark measurements of the YAP(Ce) scintillators installed on the VESUVIO spectrometer, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 969, (2020), 164012, https://doi.org/10.1016/j.nima.2020.164012.
  • 9. Rudenkov, A., Kisel, V., Yasukevich, A., Hovhannesyan, K., Petrosyan, A., Kuleshov, N.: High Power SESAM Mode-Locked Laser Based on Yb3+:YAlO3 Bulk Crystal, Devices and Methods of Measurements, 11, 3, (2020), 179-186, http://doi.org/10.21122/2220-9506-2020-11-3-179-186
  • 10. Baccaro, S., Blaẑek, K., Notaristefani, F., Maly, P., Mares, J. A, Pani, R., Pellegrini, R., Soluri, A.: Scintillation properties of YAP:Ce, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 361, 1–2, (1995), 209-215, https://doi.org/10.1016/0168-9002(95)00016-X.
  • 11. Yao, W., Uehara, H., Kawase, H., Chen, H., Yasuhara, R.,:Highly efficient Er:YAP laser with 6.9 W of output power at 2920 nm, Optics Express, 28, 13, (2020), 19000-19007, https://doi.org/10.1364/OE.395802
  • 12. Yamamoto, S., Kamada, K., Yoshikawa, A.: Use of YAP(Ce) in the development of high spatial resolution radiation imaging detectors, Radiation Measurements, 119, (2018), 84-191, https://doi.org/10.1016/j.radmeas.2018.11.001.
  • 13. Armengol, V., Jean, A., Marion, D.: Temperature Rise During Er:YAG and Nd:YAP Laser Ablation of Dentin, J. Endodont., 26, 3, (2000), 138-141, https://doi.org/10.1097/00004770-200003000-00002
  • 14. Queiroz, T. B., Ferrari, C. R., Ulbrich, D., Doyle R., Camargo, A. S. S.: Luminescence characteristics of YAP:Ce scintillator powders and composites, Opt. Mater., 32, 11, (2010), 1480-1484, https://doi.org/10.1016/j.optmat.2010.06.004
  • 15. Yanagida, T., Kamada, K., Fujimoto, Y., Sugiyama, M., Furuya, Y., Yamaji, A., Yokota, Y., Yoshikawa, A.: Growth and scintillation properties of Pr doped YAP with different Pr concentrations, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 623, 3, (2010), 1020-1023, https://doi.org/10.1016/j.nima.2010.08.022
  • 16. Gatzen, C., Mack, D. E., Guillon, O., Vassen, R.: YAlO3—A Novel Environmental Barrier Coating for Al2O3/Al2O3–Ceramic Matrix Composites, Coatings, 9, (2019), 609, http://www.mdpi.com/journal/coatings doi:10.3390/coatings9100609
  • 17. Guo, X., Sakurai, K.: Formation of Yttrium Aluminum Perovskite and Yttrium Aluminum Garnet by Mechanical Solid-State Reaction, Japan. J. Appl. Phys., 39, 3R, (2000), 1230-1234, http://doi.org/10.1143/JJAP.39.1230
  • 18. Michalik, D., Pawlik, T., Plewa, J., Sopicka-Lizer, M.: Influence of Homogenization and Micro/Nano Source of Starting Powders on Formation of the Single YAP Phase, Arch. Metall. Mater., 61, 4, (2016), 1753-1760, http://doi.org/10.1515/amm-2016-0281
  • 19. Basavalingu, B., Girish, H. N., Byrappa, K., Soga, K.: Hydrothermal synthesis and characterization of orthorhombic yttrium aluminum perovskites (YAP), Mater. Chem. Phys., 112, 3, (2008), 723-725, https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2008.06.049
  • 20. Blosi, M., Albonetti, S., Dondi, M., Costa, A. L., Ardit, M., Cruciani, G.: Sol–gel combustion synthesis of chromium doped yttrium aluminum perovskites, J. Sol-Gel Sci. Techn., 50, 3, (2009), 449-455, https://doi.org/10.1007/s10971-009-1906-5
  • 21. Ravi P. Rao: Preparation and Characterization of Fine‐Grain Yttrium‐Based Phosphors by Sol‐Gel Process, J. Electrochem. Soc., 143, 1, (1996), 189-197, https://doi.org/10.1149/1.1836407
  • 22. Gowda, G.: Synthesis of yttrium aluminates by the sol-gel process, J. Mater. Sci. Lett., 5, (1986), 1029–1032, https://doi.org/10.1007/BF01730273
  • 23. Hassanzadeh-Tabrizi, S. A.: Synthesis and luminescence properties of YAG:Ce nanopowder prepared by the Pechini method, Adv. Powder Techn., 23, 3, (2012), 324-327, https://doi.org/10.1016/j.apt.2011.04.006
  • 24. Carvalho, J., De Vicente, F. S., Marcellin, N., Odier, P., Hernandes, A., Ibanez, A.: Synthesis of YAP phase by a polymeric method and phase progression mechanisms, J. Thermal Anal. Calorim., 96, 3, (2006), 891-896, http://doi.org/10.1007/s10973-009-0045-0.
  • 25. Yadav, P., Muley, A. A., Joshi, C. P. et al.: Combustion synthesis of compounds in the Y2O3-Al2O3 system, Int. J. Self-Propag. High-Temp. Synth., 21, (2012), 124-133, https://doi.org/10.3103/S1061386212020124
  • 26. Gizowska, M., Perkowski, K., Piątek, M. Konopka, G., Witosławska, I., Tymowicz-Grzyb, P.: Investigation of YAP/YAG powder sintering behavior using advanced thermal techniques, J. Thermal Anal. Calorim., 138, (2019), 1987-1995, https://doi.org/10.1007/s10973-019-08598-7
  • 27. Zifan Zhao, Heng Chen, Huimin Xiang, Fu-Zhi Dai, Xiaohui Wang, Wei Xu, Kuang Sun, Zhiijan Peng, Yanchun Zhou: High-entropy (Y0.2Nd0.2Sm0.2Eu0.2Er0.2)AlO3: A promising thermal/environmental barrier material for oxide/oxide composites, J. Mat. Sci. Tech., 47, (2020), 45-51, https://doi.org/10.1016/j.jmst.2020.02.011
  • 28. Hariharan, R., Gopalan, P.: Effect of A-site substitution on electrical conductivity and microstructure of YAlO3, J. Mat. Res., 27, 15, (2012), 2017-2023, https://doi.org/10.1557/jmr.2012.197
Uwagi
PL
„Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).”
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-bdcff4dc-def4-4401-9f96-70bbf554286f
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.