CC BY
43
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИИ ВЕСТНИК ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИИ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ июль-август 2015 Том 15 № 4 ISSN 2226-1494 http://ntv.i1mo.ru/
SCIENTIFIC AND TECHNICAL JOURNAL OF INFORMATION TECHNOLOGIES, MECHANICS AND OPTICS July-August 2015 Vol. 15 No 4 ISSN 2226-1494 http://ntv.ifmo.ru/en
УДК 620.22. - 022.532
ПОЛУЧЕНИЕ И ХАРАКТЕРИЗАЦИЯ ПОРОШКОВ ФТОРИДА СТРОНЦИЯ,
АКТИВИРОВАННОГО Ф ТОРИДОМ НЕОДИМА Ю.А. Рожноваа,ь, С.В. Кузнецовь, П.П. Федоровь, В.В. Вороновь, В.А. Усачевa, Н.Э. Кононенкоа,
Д.К. Хегайс, К.М. Дукельский
a МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Российская Федерация
ь Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, 119991, Российская Федерация с Университет ИТМО, Санкт-Петербург, 197101, Российская Федерация
d Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, Санкт-Петербург, 193232, Российская Федерация Адрес для переписки: [email protected]
Информация о статье
Поступила в редакцию 20.04.15, принята к печати 03.06.15
doi:10.17586/2226-1494-2015-15-4-578-586
Язык статьи - русский
Ссылка для цитирования: Рожнова Ю.А., Кузнецов С.В., Федоров П.П., Воронов В.В., Усачев В.А., Кононенко Н.Э., Хегай Д.К., Дукельский К.М. Получение и характеризация порошков фторида стронция, активированного фторидом неодима // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2015. Т. 15. № 4. С. 578-586.
Аннотация
Предмет исследования. Исследованы процессы получения ультрадисперсного, гомогенного порошка Sr1_I NdIF2+I (х = 0,003-0,2) с использованием в качестве фторирующего агента фторида аммония, взятого с избытком 114-120% от стехиометрии. Метод. В качестве исходных веществ использовали нитрат стронция, шестиводный нитрат неодима с содержанием основного вещества 99,99%, а также фторид аммония. Активированные порошки фторида стронция получали методом осаждением из водных растворов с промыванием осадка раствором фторида аммония, взятого с избытком 114-120% от стехиометрии. Отмытый осадок центрифугировали в течение 5-7 мин, высушивали на воздухе при 30-35 °C. Термическую обработку высушенного осадка проводили в две стадии: первую - при температуре 200-250 °C в течение 0,5-1 ч, вторую - при 550-600 °C в течение 2-3 ч. Рентгенофазовый анализ синтезированных образцов осуществлялся на дифрактометре Bruker D8 Advance, излучение XCu Ka. Оценка размеров и формы частиц активированного фторида стронция осуществлялась с использованием электронного микроскопа Carl Zeiss NVision 40. Содержание неодима в активированных порошках фторида стронция определялось методом спектрально-эмиссионного анализа на приборе LEA-S500. Химический анализ на определение содержания иона аммония (NH4+) в полученных образцах проводили методом Кьельдаля. Расчеты параметров решетки, размеров областей когерентного рассеяния и величины микродеформаций проводились с использованием программы TOPAS. Основные результаты. Процесс получения ультрадисперсного, гомогенного порошка Sr!_xNd^F2+x (х = 0,003-0,2) с использованием в качестве фторирующего агента фторида аммония, взятого с избытком 114-120% от стехиометрии, обеспечивает получение твердого раствора Sr1-I_J,NdI(NH4)J,F2+I.J, кубической флюоритовой структуры. Установлено, что морфология и размер образующегося продукта зависят от величины избытка фторида аммония. При варьировании величины избытка фторида аммония от 114 до 120% выявлено изменение морфологии частиц - от нано- и микрокубов до пластинчатой формы. Размер частиц значительно уменьшался с увеличением избытка фторида аммония от 114 до 120%. После термообработки полученных порошков происходило укрупнение частиц кубической морфологии до размера 50-350 нм без изменения их формы. Частицы пластинчатой формы после термообработки приобретали округлую форму размером 50-200 нм. Практическая значимость. Полученные шихты при избытке фторида аммония 114% и 120% перспективны для использования в технологии получения керамики методом горячего прессования. Ключевые слова лазерная керамика, порошки. Благодарности
Авторы признательны к.х.н. А.Е. Баранникову (ИОНХ РАН), д.х.н. В.К. Иванову (ИОНХ РАН) за характеризацию образцов методом сканирующей электронной микроскопии и к.х.н. А.А. Лугининой за обсуждение результатов.
PREPARATION AND CHARACTERIZATION OF STRONTIUM FLUORIDE POWDERS ACTIVATED BY NEODYMIUM FLUORIDE J.A. Rozhnovaa,b, S.V. Kuznetsovb, P.P. Fedorovb, V.V. Voronovb, V.A. Usachyova, N.E. Kononenkoa,
D.K. Khegaic, K.V. Dukel'skiyd
a Bauman Moscow State Technical University, Moscow, 105005, Russian Federation b Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow, 119991, Russian Federation c ITMO University, Saint Petersburg, 197101, Russian Federation
d Bonch-Bruevich Saint Petersburg State University of Telecommunications (SUT), Saint Petersburg, 193232, Russian Federation
Corresponding author: [email protected]
Article info
Received 20.04.15, accepted 03.06.15 doi:10.17586/2226-1494-2015-15-4-578-586 Article in Russian
For citation: Rozhnova J.A., Kuznetsov S.V., Fedorov P.P., Voronov V.V., Usachyov V.A., Kononenko N.E., Khegai D.K., Dukel'skiy K.V. Preparation and characterization of strontium fluoride powders activated by neodymium fluoride. Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics, 2015, vol.15, no. 4, pp. 578-586.
Abstract
Subject of Study. The paper deals with preparation processes of ultradisperse, homogeneous powder Sr1-INdIF2+I (х= 0.0030.2), with use of ammonium fluoride as the fluorinating agent taken over 114-120 % from stoichiometry. Method. Nitrate of strontium, neodymium nitrate hexahydrate, with the content equal to 99. 99 % of the basic substance and ammonium fluoride were used as the source of substances. Activated powders of strontium fluoride were obtained by the method of deposition from aqueous solutions by washing the precipitate with a solution of ammonium fluoride, taken over 114 - 120% from stoichiometry. The washed precipitate was centrifuged for 5-7 min, dried in the air at 30-350 C. Heat treatment of the dried precipitate was carried out in two stages: the first stage at the temperature of 200- 2500 C for 0.5-1 hour, the second one at 550- 6000 C for 2-3 hours. X -ray analysis of the synthesized samples was carried out on a Bruker D8 Advance diffractometer, radiation XCu Ka. The size and shape measuring of the particles of activated strontium fluoride was carried out by means of electron microscope Carl Zeiss NVision 40. The content of neodymium in activated powders of strontium fluoride was determined by the method of spectral emission analysis on the device LEA - S500. Chemical analysis for determination of ammonium ion (NH4+) content in the obtained samples was performed by the method of Kjeldahl. Calculations of lattice parameters, size of coherent scattering regions and the values of micro-deformations were carried out by TOPAS program. Main Results. Preparation processes of ultradisperse, homogeneous powder Sr^NdiW (х= 0.0030.2), with use of ammonium fluoride as the fluorinating agent taken over 114-120 % from stoichiometry, provides obtaining the firm solution Sr1.I.J,NdI(NH4)yF2+I.j, of the cubic fluorite structure. It has been found out that the morphology and size of the resulting product depend on the quantity of excess ammonium fluoride. The changes in the morphology of the particles from nano - and microcubes to a plate shape were made clear by varying the quantity of excess ammonium fluoride from 114% to 120%. The particle size significantly decreased with increasing excess of ammonium fluoride from 114% to 120%. After heat treatment of the obtained powders agglomeration of cubic morphology particles to a size equal to 50-350 nm without changing their shape occurred. The plate-like particles have got a rounded shape after heat treatment with size between 50 and 200 nm. Practical Relevance. Obtained mixtures with ammonium fluoride excess over 114 % and 120 % are promising for use in the technology of ceramics by hot pressing. Keywords
laser ceramics, powders.
Acknowledgements
The authors are grateful to A.E. Baranchikov (Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences), to V.K. Ivanov (Kurnakov Institute of General and Inorganic Chemistry of the Russian Academy of Sciences) for characterization of samples by the method of scanning electronic microscopy and to A. A. Luginina for discussion of results.
Введение
В последние годы наблюдается экспоненциальная динамика роста количества публикаций, посвященных синтезу неорганических фторидов в нанокристаллическом состоянии, что свидетельствует о значительном интересе к данным веществам [1]. Это связано с их уникальными физико-химическими свойствами и, вследствие этого, с такими областями их применения, как сцинтилляторы [2], 3D-дисплеи [3], источники белого света [4], катализаторы [5], лазерная нанокерамика [6] и медицина [7, 8].
На монокристаллах фторида стронция (SrF2), активированных неодимом (Nd), получена лазерная генерация, что позволило использовать их для создания активных элементов лазеров с диодной накачкой [9-13]. Коэффициент распределения (k0) Nd при кристаллизации расплава равен 1,74 и существенно отличается от единицы, что приводит к неоднородному распределению Nd по объему кристалла и потере устойчивости фронта кристаллизации [14, 15].
Альтернативой кристаллам является лазерная керамика, генерационные [16] и механические [17] характеристики которой лучше, чем у монокристаллов. Данные образцы фторидной лазерной керамики были получены методом горячего формования монокристаллов. Лазерная керамика предпочтительнее кристаллов благодаря ее высокой степени оптической однородности, обусловленной гомогенным распре-
делением активатора, поскольку в кристаллах Sr1-xNdxF2+x достаточно сложно получить равномерное распределение активатора. Попытки получения оптически однородной легированной керамики методом горячего прессования из механической смеси компонентов высококачественных порошков привели к получению оптически неоднородных образцов [18]. В связи с этим при получении керамики методом горячего прессования необходимо использовать в качестве исходной шихты однофазные порошки твердых растворов заданного состава.
Ранее нами было исследовано соосаждение из водных растворов однофазных ультрадисперсных порошков Sr1-xNdxF2+x с использованием в качестве фторирующего агента фторида аммония (NH4F), взятого с избытком 10% от стехиометрии, установлены оптимальные концентрации и порядок подачи реагентов [19].
Целью данной работы является исследование процесса получения ультрадисперсного, гомогенного порошка Sr1-xNdxF2+x (х = 0,003-0,2), включающего синтез шихты заданного состава из водных нитратных растворов с использованием в качестве фторирующего агента NH4F, взятого с избытком 114-120% от стехиометрии, и ступенчатую термообработку.
Методика экспериментов
В качестве исходных веществ использовали нитрат стронция квалификации х.ч., шестиводный нитрат неодима с содержанием основного вещества 99,99%, а также NH4F квалификации х.ч. Растворы нитратов стронция и Nd перемешивали в течение 15-20 мин с помощью магнитной мешалки. Основными узлами установки синтеза являлись реактор из полипропиленового материала, магнитная мешалка с подогревом, дозаторы подачи исходных растворов. Осаждение вели путем покапельного добавления растворов в реактор с водой. По завершении покапельного добавления полученную суспензию перемешивали в течение 3 ч. После отстаивания осадка маточный раствор декантировали, осадок промывали разбавленным раствором NH4F, контролируя чистоту отмывки от нитратных ионов качественной реакцией с дифениламином.
Отмытый осадок центрифугировали в течение 5-7 мин при скорости вращения 10000 об/мин, после чего перегружали в чашку из фторопласта и высушивали на воздухе при 30-35 °C под зеркальными лампами накаливания. Термическую обработку высушенного осадка проводили в платиновом тигле в две стадии: первую - при температуре 200-250 °C в течение 0,5-1 ч со скоростью нагрева 5-7 град/мин, вторую - при 550-600 °C со скоростью нагрева 10-15 град/мин в атмосфере выделяющегося при его разложении газообразного фторида водорода в течение 2-3 ч.
В качестве фторирующего агента был выбран NH4F, взятый в избытке 114-120% от стехиометрии, поскольку этот реагент легко удаляется при термической обработке осадка, создавая при этом фторирующую атмосферу, которая предотвращает пирогидролиз и обеспечивает полное обезвоживание продукта и минимизацию кислородных примесей [20-23].
Рентгенофазовый анализ (РФА) синтезированных образцов проводили на дифрактометре Bruker D8 Advance, излучение XCu Ka. Расчет параметров решетки проводили с помощью программы TOPAS. Также с помощью программы TOPAS были вычислены размеры областей когерентного рассеяния (ОКР) и величины микродеформаций (е). Методом сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) оценивали размеры и форму частиц активированного (SrF2). Для проведения исследований методом СЭМ использовали электронный микроскоп Carl Zeiss NVision 40. Содержание Nd в активированных порошках SrF2 определяли с помощью спектрально-эмиссионного анализа на приборе LEA-S500. Химический анализ на определение содержания иона аммония (NH4+) в полученных образцах проводили методом Кьельдаля [24].
Результаты и обсуждение
На основе разработанной методики была проведена серия синтезов экспериментальных образцов порошков SrF2, активированного Nd с содержанием от 0,3 до 20 мол.%.
На рис. 1 представлены рентгенограммы порошков твердого раствора с номинальным составом Sr0,993Nd0,007F2,007, синтезированные с различной величиной избытка NH4F. Рентгенографические показали, что при соосаждении образуются однофазные продукты реакции со структурой флюорита. Следует отметить, что при увеличении избытка NH4F до 120%, полуширина пиков в соответствии с рис. 1 значительно увеличивается, что говорит об уменьшении размера частиц ОКР. Результаты параметров решетки, размеров ОКР и микродеформаций полученных порошков представлены в табл. 1.
После ступенчатого прокаливания при температуре 200-250 °C, а затем при температуре 550-600 °C полуширины пиков в соответствии с рис. 2 становятся заметно уже, что говорит об укрупнении частиц в процессе термообработки. Рентгенограммы всех остальных синтезированных образцов идентичны рентгенограммам, представленным на рис. 1 и 2, и отличаются лишь небольшими изменениями в положении пиков и их ширине. Следует отметить, что при использовании избытка NH4F 114% ОКР образца в соответствии с табл. 1 составляла 89 нм, а при увеличении избытка NH4F до 120% размер ОКР уменьшался примерно до 20 нм. После термической обработки размер частиц увеличивался в несколько раз.
100 о 75
20 30 40 50 60 70 80
20, град
а
20, град б
Рис. 1. Рентгенограммы порошков с номинальным составом Зг0,993ЫЬ0,007Р2,007: избыток ЫИ-ЦР 114% (опыт Р762) (а); избыток ЫИ-ЦР 120% (опыт Р813) (б). /0 - интенсивность падающего на образец излучения, I - интенсивность рассеянного образцом излучения, ///0 - доля рассеянной по отношению к падающей интенсивности, отнормированной на 100%
№ опыта Номинальный состав образца Избыток NH4F, % Параметр решетки, a (нм) ОКР до/после прокаливания, нм Микродеформация (е), до/после прокаливания
Сушка 35 °C Прокаливание 550 °C
F762 Sr0,993Nd0,007F2,007 114 0,58004(5) 0,57999(4) 89/238 0,005/0,007
F798 Sr0,80Nd0,20F2,20 120 0,58033(2) 0,58016(1) 15/84 0,020/0,018
F799 Sr0,98Nd0,02F2,02 120 0,58014(2) 0,58001(3) 13/108 0,046/0,007
F812 Sr0,997Nd0,003F2,003 120 0,58007(2) 0,57996(3) 17/160 0,041/0,007
F813 Sr0,993Nd0,007F2,007 120 0,58006(2) 0,57999(3) 19/132 0,040/0,006
F814 Sr0,985Nd0,015F2,015 120 0,58004(2) 0,57996(3) 26/103 0,006/0,001
Таблица 1. Результаты параметров решетки, размеров ОКР и микродеформаций полученных порошков
В работе [25] приведены данные, касающиеся зависимости параметра решетки от состава для флюоритовых твердых растворов Sri-XRXF2+X (R = Yb, Er, Tm) с различными редкоземельными элементами. При образовании твердых растворов с Nd параметры решетки практически не меняются. Данные табл. 1 наглядно показывают, что вычисленный параметр решетки синтезированных порошков соответствует параметру решетки нелегированного SrF2 (a = 0,5800 нм, карточка № 06-0262) базы данных Объединенного комитета по стандартам порошковой дифракции - Joint Committee on Powder Diffraction (JCPDS). Этот результат подтверждает тот факт, что в твердом растворе Sr1-xNdxF2+x параметр решетки не зависит от концентрации Nd.
Результаты РФА показали, что величина избытка NH4F влияет на размер и форму частиц. При избытке NH4F 114% от стехиометрического количества наблюдали в соответствии с рис. 3, а, (опыт F762) частицы как кубической формы размером 50-300 нм, так и пластинчатой формы длиной 100-200 нм и толщиной около 10 нм, которые образуют агломераты размером 0,4-1 мкм.
При увеличении избытка NH4F до 120% от стехиометрического количества частицы имеют в соответствии с рис. 3, б, (опыт F812) пластинчатую форму длиной 50-200 нм и толщиной около 10 нм.
Необходимо отметить, что осадки, полученные при использовании растворов NH4F в избытке 120%, гораздо хуже отстаивались, чем осадки, полученные при использовании избытка NH4F 114%. Полученный экспериментальный факт объясняется меньшей дисперсностью осадков при использовании избытка NH4F 120% и морфологией - образованием частиц пластинчатой формы. При избытке NH4F менее 120% выявлена кубическая морфология.
-
--1— 1 1 1 1 „ 1 1 1 1 1 А к 1 1 1 1 1 1
20
30
40 50
20, град а
60
70
80
100 75 50 25 0
20
30
60
70
80
40 50 20, град б
Рис. 2. Рентгенограммы порошков с номинальным составом Зг0,993ЫС0,007Р2,007 после ступенчатой прокалки: избыток 1ЧН4Р 114% (опыт Р762) (а); избыток 1ЧН4Р 120% (опыт Р813) (б)
200 нм
200 нм
а б
Рис. 3. Электронномикроскопические фотографии образцов номинального состава в зависимости от избытка Ы^Р: ЭГо,99зЫс1о,007р2,007 (опыт Р762) (а) и ЭГо,997Ыс1о,003р2,003 (опыт Р812) (б)
200 нм
200 нм
а б
Рис. 4. Электронномикроскопические фотографии образцов номинального состава после термической обработки при температуре 550-600 °С в зависимости от избытка ЫН4Р: Эг0,993ЫС0,007р2,007 (опыт Р762) (а)
и Эг0,997ЫС0,003р2,003 (опыт Р812) (б)
0
После термической обработки при температуре 550-600 °С у порошков наблюдали укрупнение частиц за счет агрегирования. При избытке К1Н4Р 114% частицы имели в соответствии с рис. 4, а, (опыт Р762) форму плохо ограненных нано- и микрокубов размером 50-350 нм. При избытке КН4Р 120%, пластинчатые частицы в соответствии с рис. 4, б, (опыт Р812) приобретали округлую форму размером 50-200 нм.
Данные результатов спектрально-эмиссионного анализа, представленные в табл. 2, показывают, что содержание № в прокаленных при температуре 550-600 °С порошках вполне соответствует заданному количеству, введенному при синтезе, в случае его концентрации до 1 мол.%. При увеличении содержания № более 1 мол.% (опыты Р798 и Р814) происходит обогащение твердого раствора № (в сравнении с его концентрацией в исходном водном растворе).
№ опыта Номинальный состав образца Заданное содержание №, мол.% Уточненное содержание № , мол.%
Р762 Зг0,993К^0,007Р2,007 0,7 0,74±0,02
Р798 8^,80^0^2,20 20,0 23,56±0,35
Р812 8г0,997К^0,003Р2,003 0,3 0,29±0,02
Р814 Зг0,985К^0,015Р2,015 1,5 1,78±0,03
Таблица 2. Результаты спектрально-эмиссионного анализа полученных порошков после прокаливания
при температуре 550-600 °С
Ранее [26] было обнаружено, что использование большого избытка КН4Р (более 100% от стехио-метрического количества), приводит к образованию из водных растворов порошков твердого раствора 8г1-х-уКх(КН4)>,Р2+х->, (Я = УЪ, Ег, Тт) кубической флюоритовой структуры. При этом мы предполагали, что внедрение ионов редкоземельных элементов и КН4+ осуществляется путем замещения ионов стронция. Для подтверждения образования твердого раствора Зг^^К^КН^Р^^ был проведен химический анализ на содержание КН4+ (отгонка аммиака методом Кьельдаля), результаты которого представлены в табл. 3. Следует отметить, что при использовании избытка МН^ 10% от стехиометрического количества мы не наблюдали образования твердого раствора Зг^^Ш^МН^Р^^ [19].
№ опыта Номинальный состав образца Избыток КН4Р, % Содержание КН4+ Потери массы образцов после термообработки при 550-600 °С, масс.%
масс.% мол.%
Р762 Зг0,993К^0,007Р2,007 114 0,93 3,10 5,50
Р798 8^,80^0^2,20 120 0,36 1,36 3,64
Р799 8г0,98К^,02Р2,02 120 0,38 1,29 4,57
Р812 8г0,997К^0,003Р2,003 120 0,25 0,85 3,00
Р813 8г0,993К^0,007Р2,007 120 0,27 0,91 2,85
Р814 8г0,985К^0,015Р2,015 120 0,32 1,09 2,47
Таблица 3. Результаты химического анализа на содержание иона ЫН4+
При сравнении результатов химического анализа синтезированных образцов на содержание КН4+ необходимо выделить две особенности.
1. При использовании избытка КН4Р 114% происходит образование крупных частиц кубической формы с большим содержанием КН4+. Размеры частиц при этом достигают сотен нанометров. Избыток КН4Р 120% приводит к образованию более мелких частиц округлой формы с меньшим содержанием иона КН4+. По всей вероятности, содержание иона К1Н4+ в мелких частицах отражает его содержание в образующихся твердых растворах. В то же время высокое содержание иона КН4+ в крупных частицах отражает его суммарное содержание как за счет образующегося твердого раствора, так и за счет его содержания внутри весьма вероятных пустот/каверн, которые зачастую образуются при росте крупноблочных частиц размером сотни нанометров.
2. Рис. 5, отражающий изменение содержание КН4+ в зависимости от концентрации № в исходном растворе, наглядно иллюстрирует, что при увеличении содержании № происходит линейное увеличение содержание аммония до некой предельной величины, которая впоследствии не изменяется даже при десятикратном увеличении содержания №. В результате можно говорить о существовании предельной концентрации КН4+ в кристаллической структуре твердого раствора 8г1-х_уКх(КН4)>,Р2+х->, в количестве не более 1,36 мол.%. Существование данного предела не влияет на предельное содержание которое продолжает увеличиваться по мере увеличения его концентрации в исходном растворе, что подтверждается в соответствии с табл. 2 данными спектрально-эмиссионного анализа.
д
£
те
к ^
cd &
X
CD tf
X о
1,4
1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 0,8
0 5 10 15 20
Концентрация Nd, мол.%
Рис. 5. Зависимость содержания NH/ от концентрации Nd в твердом растворе Sri_x-yRx(NH4)yF2+x-y при избытке NH4F 120%
Заключение
Исследованы процессы получения ультрадисперсного, гомогенного порошка Sri_xNdJ2+x (х= 0,003-0,2) с использованием в качестве фторирующего агента NH4F, взятого с избытком 114%-120% от стехиометрии. Использование NH4F в избытке 114%-120%, обеспечивало получение твердого раствора Sr1_JC_yNdJC(NH4)yF2+JC_y кубической флюоритовой структуры, что подтверждено результатами химического анализа методом Кьельдаля.
Установлено, что морфология и размер образующегося продукта зависят от величины избытка NH4F. При варьировании величины избытка NH4F от 114% до 120% выявлено изменение морфологии частиц - от нано- и микрокубов до пластинчатой формы. Размер частиц значительно уменьшался с увеличением избытка NH4F от 114% до 120%. После термообработки полученных порошков происходило укрупнение частиц кубической морфологии до размера 50-350 нм без изменения их формы. Частицы пластинчатой формы после термообработки приобретали округлую форму размером 50-200 нм. Обе полученные шихты, при избытке NH4F 114% и 120%, перспективны для использования в технологии получения керамики методом горячего прессования.
Литература
1. Fedorov P.P., Luginina A.A., Kuznetsov S.V., Osiko V.V. Nanofluorides // Journal of Fluorine Chemistry. 2011. V. 132. N 12. Р. 1012-1039. doi: 10.1016/j.jfluchem.2011.06.025
2. Liu Y., Chen W., Wang S., Joly A.G., Westcott S., Woo B.K. X-ray luminescence of LaF3:Tb3+ and LaF3:Ce3+, Tb3+ water-soluble nanoparticles // Journal of Applied Physics. 2008. V. 103. N 6. Art. 063105. doi: 10.1063/1.2890148
3. Yang L.W., Han H.L., Zhang Y.Y., Zhong J.X. White emission by frequency up-conversion in Yb3+-Ho3+-Tm3+ triply doped hexagonal NaYF4 nanorods // Journal of Physical Chemistry C. 2009. V. 113. N 44. P. 1899518999. doi: 10.1021/jp9021689
4. Cao C., Qin W., Zhang J., Wang Y., Wang G., Wei G., Zhu P., Wang L., Jin L. Up-conversion white light of Tm3+/Er3+/Yb3+ tri-doped CaF2 phosphors // Optics Communications. 2008. V. 281. N 6. P. 1716-1719. doi: 10.1016/j .optcom.2007.11.045
5. Dimitrov A., Koch J., Troyanov S.I., Kemnitz E. Aluminium alkoxide fluorides involved in the sol-gel synthesis of nanoscopic AlF3 // European Journal of Inorganic Chemistry. 2009. N 35. P. 5299-5301. doi: 10.1002/ejic.200900774
6. Басиев Т.Т., Осико В.В., Конюшкин В.А., Федоров П.П., Кузнецов С.В., Дорошенко М.Е. Керамиче-ский лазерный микро структурированный материал c двойниковой наноструктурой и способ его изготовления. Патент РФ № 2358045, 2009.
7. He X., Wang K., Cheng Z. In vivo near-infrared fluorescence imaging of cancer with nanoparticle-based probes // Wiley Interdisciplinary Reviews: Nanomedicine and Nanobiotechnology. 2010. V. 2. N 4. P. 349366. doi: 10.1002/wnan.85
8. Wang F., Deng R., Wang J., Wang Q., Han Y., Zhu H., Chen X., Liu. X. Tuning upconversion through energy migration in core-shell nanoparticles // Nature Materials. 2011. V. 10. N 12. P. 968-973. doi: 10.1038/nmat3149
9. Kaminskii A.A. Laser Crystals: Their Physics and Properties. Berlin: Springer-Verlag, 1981. 470 p.
10. Карисс Ю.Е., Феофилов П.П. Поглощение, люминесценция и лазерная генерация неодима в кристалле SrF2 // Оптика и спектроскопия. 1963. Т. 14. C. 89-90.
11. Каминский А. А., Ломонов В. А. Стимулированное излучение твердых растворов типа M(1-x)Nd(x)F(2+x) со структурой флюорита // Неорганические материалы. 1984. Т. 20. № 12. C. 1799-1801.
12. Payne S.A., Caird J.A., Chase L.L., Smith L.K., Nielsen N.D., Krupke W.F. Spectroscopy and gain measurements of Nd3+ in SrF2 and other fluorite- structure hosts // Journal of Optical Society of America B. 1991. V. 8. N 4. P. 726-740.
13. Alimov O.K., Basiev T.T., Doroshenko M.E., Fedorov P.P., Konyushkin V.A., Nakladov A.N., Osiko V.V. Investigation of Nd3+ ions spectroscopic and laser properties in SrF2 fluoride single crystal // Optical Materials. 2012. V. 34. N 5. P. 799-802. doi: 10.1016/j.optmat.2011.11.010
14. Delbove F., Lallemand-Chatain. Determination cryometrique a la limite de dilution infine des coefficients de distribution entre solution solide et solution ignee fondue, des ions trivalent des terres rares dissons dans les fluorures alcalino-terreux // C. R. Acad. Sci. 1970. V. 270. P. 964-966.
15. Kuznetsov S.V., Fedorov P.P. Morphological stability of solid-liquid interface during melt crystallization of solid solutions M1-xRxF2+x // Inorganic Materials. 2008. V. 44. N 13. P. 1434-1458. doi: 10.1134/S0020168508130037
16. Basiev T.T., Doroshenko M.E., Konyushkin V.A., Osiko V.V. SrF2.Nd3+ laser fluoride ceramics // Optics Letters. 2010. V. 35. N 23. P. 4009-4011. doi: 10.1364/OL.35.004009
17. Fedorov P.P. Fluoride laser ceramics / In: Handbook of Solid-State Lasers: Materials, Systems and Applications. Eds. B. Denker, E. Shklovsky. Woodhead Publ., 2013. P. 82-109.
18. Федоров П.П., Осико В.В., Басиев Т.Т., Орловский Ю.В., Дукельский К.В., Миронов И. А., Демиденко В.А., Смирнов А.Н. Оптическая фторидная нанокерамика // Российские нанотехнологии. 2007. Т. 2. № 5-6. С. 95-105.
19. Лугинина А. А., Федоров П.П., Кузнецов С.В., Маякова М.Н., Осико В.В., Иванов В.К., Баранчиков А.Е. Синтез ультрадисперсных порошков SrJ-xNdxF2+x со структурой флюорита // Неорганические материалы. 2012. Т. 48. № 5. С. 617-624.
20. Раков Э.Г., Тесленко В.В. Пирогидролиз неорганических фторидов. М.: Энергоатомиздат, 1987. 152 с.
21. Михайлов М.А., Ожигов Е.П. Разложение фторидов металлов II-ой группы перегретым паром // Сообщение Дальневосточного филиала им. Б.Л. Комарова АН СССР. 1958. № 9. С. 13-28.
22. Warf J.C., Cline W.D., Tevebaugh R.D. Pyrohydrolysis in the determination of fluoride and other halides // Analytical Chemistry. 1954. V. 26. N 2. P. 342-346.
23. Banks C.V., Burke K.E., OLaughlin J.W. The determination of fluorine in rare-earth fluorides by high temperature hydrolysis // Analytica Chimica Acta. 1958. V. 19. P. 239-243.
24. Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии. М.: Мир, 1979. Т. 1. 480 с.
25. Sobolev B.P., Seiranian K.B., Garashina L.S., Fedorov P.P. Phase diagrams of the SrF2 (Y, Ln)F3 systems. Part I. X-ray characteristics of phases // Journal of Solid State Chemistry. 1979. V. 28. N 1. P. 51-58. doi: 10.1016/0022-4596(79)90057-4
26. Rozhnova Y.A., Luginina A.A., Voronov V.V., Ermakov R.P., Kuznetsov S.V., Ryabova A.V., Pominova D.V., Arbenina V.V., Osiko V.V., Fedorov P.P. White light luminophores based on Yb3+/Er3+/Tm3+-coactivated strontium fluoride powders // Materials Chemistry and Physics. 2014. V. 148. N 1-2. P. 201207. doi: 10.1016/j.matchemphys.2014.07.032
Рожнова Юлия Александровна
Кузнецов Сергей Викторович
Федоров Павел Павлович
Воронов Валерий Вениаминович
Усачев Вадим Александрович
Кононенко Нина Эдуардовна
Хегай Дмитрий Климович
инженер, МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Российская Федерация; инженер, Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, 119991, Российская Федерация, ]иНа.г89@таД.ги кандидат химических наук, старший научный сотрудник, Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, 119991, Российская Федерация, [email protected] доктор химических наук, профессор, заведующий лабораторией, Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, 119991, Российская Федерация, рр£е(!опэт@уап11ех.ги
доктор физико-математических наук, заведующий сектором, Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, 119991, Российская Федерация, voг[email protected].гu
кандидат технических наук, заместитель директора, МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Российская Федерация, [email protected]
кандидат химических наук, старший научный сотрудник, МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Российская Федерация, Nina495@mail.гu
кандидат технических наук, директор департамента, Университет ИТМО, Санкт-Петербург, 197101, Российская Федерация, [email protected]
Дукельский Константин — кандидат технических наук, доцент, директор НИИ ТС, Санкт-
Владимирович Петербургский государственный университет телекоммуникаций
им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, Санкт-Петербург, 193232, Российская Федерация, [email protected]
Julia A Rozhnova
Sergey V. Kuznetsov
Pavel P. Fedorov
Valery V. Voronov
Vadim A. Usachyov Nina E. Kononenko Dmitry K. Khegai Konstantin V. Dukelskiy
Engineer, Bauman Moscow State Technical University, Moscow, 105005, Russian Federation; engineer, Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow, 119991, Russian Federation, [email protected]
PhD, senior scientific researcher, Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow, 119991, Russian Federation, [email protected]
D.Sc., Professor, Laboratory head, Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow, 119991, Russian Federation, [email protected]
D.Sc., Sector head, Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences, Moscow, 119991, Russian Federation, [email protected]
PhD, Deputy Director, Bauman Moscow State Technical University, Moscow, 105005, Russian Federation, [email protected] PhD, senior scientific researcher, Bauman Moscow State Technical University, Moscow, 105005, Russian Federation, [email protected] PhD, Department director, ITMO University, Saint Petersburg, 197101, Russian Federation, [email protected]
PhD, Associate professor, S&R Institute Director, Bonch-Bruevich Saint Petersburg State University of Telecommunications (SUT), Saint Petersburg, 193232, Russian Federation, [email protected]
