Чайка М. А. Умови і закономірності формування фазового складу та мікроструктури керамік YAG:Cr4+

Роботу присвячено дослідженню умов і закономірностей формування фазового складу та мікроструктури керамік YAG:Cr4+. Показано, що спікаюча добавка SiO2 не може бути застосована для синтезу кераміки YAG:Cr4+. Встановлено, що при застосувані добавки СаО, залежність оптичних властивостей від концентрації Са для кераміки YAG:Cr4+ є немонотонною, з оптимумом при С(Са)=0.5 ат.%. Показано, що добавка Cr2O3 зменшує швидкість формування фаз YAP та YAG під час процесу твердофазного синтезу кераміки YAG:Cr4+. Встановлено, що на границі зерен в кераміці YAG:Cr,Ca формується шар збагачений Са, який пригнічує ріст зерен, що дозволяє отримувати кераміку високої оптичної якості. Відпал на повітрі призводить до 10-кратного зниження концентрації іонів Са2+ на межі зерна, практично видаляючи цей шар. Встановлено, що енергія активації окислення іонів Cr3+ становить 2.7±0.2 еВ. Показано, що перезарядка іонів Cr3+ в кераміці YAG:Cr4+ відбувається за рахунок дифузії кисню в об'ємі зерна і що її швидкість значно нижча, ніж обмін іонів Cr4+ між тетраедричними і октаедричними позиціями кристалічної решітки YAG. Синтезовано кераміку YAG:Cr4+ (С(Сr)=0.1 ат.%, С(Ca)=0.5 ат.%, температура вакуумного спікання 1750°С/10год, температура окислювального відпалу 1450°С/15год), що відповідає вимогами до матеріалів для пасивного затвора. Затвор на її основі дозволив отримати імпульси генерації з частотою 8 кГц, тривалістю 10 нс.