بررسی شیشه سرامیک های شفاف Li2O-Al2O3-SiO2 در حضور آلاینده ی Nd2O3

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد

مقاله 3، دوره 9، شماره 4، اسفند 1394، صفحه 21-26   

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

علی گلشنی عجب شیر^{* 1}؛ محمد رضوانی²؛ محمد صادق شاکری³

¹دانشگاه تبریز

²عضو هیات علمی دانشگاه تبریز

³پژوهشگاه مواد و انرژی

چکیده

شیشه‌سرامیک‌های شفاف سیستم LAS را اصطلاحا شیشه‌سرامیک‌های اپتیکی دقیق می‌نامند که در کاربردهایی نظیر فوتونیک، لیزرهای حالت جامد، تقویت کننده‌های نوری و غیره استفاده می‌شوند. هدف از این پژوهش، بهینه‌سازی شرایط تبلور این نوع شیشه‌سرامیک‌ها در حضور آلاینده‌ی Nd2O3 می‌باشد. بدین‌منظور، آنالیز حرارتی افتراقی(DTA) برای بررسی رفتار حرارتی‌ و تعیین دماهای تبلور، آنالیز پراش اشعه‌ی ‌X برای بررسی بلورهای ایجاد شده، آنالیز ریزساختاری با استفاده از SEM برای بررسی ریزساختاری نمونه‌ها و آنالیز اسپکتروسکوپی UV-Vis برای بررسی میزان شفافیت شیشه‌سرامیک‌ها مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که با روش تبلور کنترلی می‌توان در حضور 5/0% Nd2O3 شیشه‌سرامیک شفاف تولید کرد.

کلیدواژه‌ها

شیشه سرامیک شفافLAS؛ محلول جامد –βکوارتز؛ تبلور کنترلی؛ نانوبلور؛ خواص اپتیکی

مراجع

[1]     R. Krsmanovic, S. Bals, G. Bertoni & G. Van Tendeloo, “Structural Characterization of Er-doped Li₂O–Al₂O₃–SiO₂ Glass Ceramics”, Optical Materials, Vol. 30, pp. 1183–1188, 2008.

 

[2]     P. Hartmann, R. Jedamzik, S. Reichel & B. Schreder, “Optical Glass and Glass­ Ceramic Historical Aspects and Recent Developments”, Applied Optics, Vol. 49 pp. 157-176, 2010.

 

[3]     K. H. Park & D. W. Shin, “The Correlation between the Crystalline Phases and Optical Reflectance in Glass Ceramics for IR reflector”, Journal of Ceramic Processing Research, Vol. 3, pp. 153-158, 2002.

 

1. Buch, M. Ish-Shalom, R. Reisfeld, A. Kisilevm & E. Greenberg, “Transparent Glass Ceramics: Preparation, Characterization and Properties”, Materials Science and Engineering, Vol. 71, pp. 383-389, 1985.

 

[4]     P. Riello, P. Canton, N. Comelato, S. Polizzi, M. Verita, G. Fagherazzi, H. Hofmeister & S. Hopfe, “Nucleation and Crystallization Behavior of Glass Ceramic Materials in the Li2O-Al2O3-SiO2 System of Interest for their Transparency Properties”, Journal of Non-crystalline Solids, Vol. 288, pp. 127-139, 2001.

 

[5]     A. Arvind, A. Sarkar, V. K. Shrikhande, A. K. Tyagi & G. P. Kothiyal, “The Effect of TiO2 Addition on the Crystallization and Phase Formation in Lithium Aluminum Silicate (LAS) Glasses Nucleated by P₂O₅”, Journal of Physics and Chemistry of Solids, Vol. 69, pp. 2622– 2627, 2008.

 

[6]     M. Clara Gonçalves, F. Santos & R. M. Almeida, “Rare-Earth-Doped Transparent Glass Ceramics”, C. R. Chimie, Vol. 5, pp. 845–854, 2002.

 

[7]     Y. Li, K. Liang, J. Cao & B. Xu, “Spectroscopy and Structural State of V⁴⁺ Ions in Lithium Aluminosilicate Glass and Glass Ceramic”, Journal of Non-Crystalline Solid, Vol. 356, pp. 502-508, 2010.

 

[8]     A. A. Dymnikov, O. S. Dymshits, A. A. Zhilin, V. A. Savostjanov & T. I. Chuvaeva, “The structure of Luminescence Centers of  Neodymium in Glasses and Transparent Glass Ceramics of the Li2O-Al2O3-SiO2 System”, Journal of Non-Crystalline Solids, Vol. 196, pp. 67-72, 1996.

 

[9]       م.­ص. شاکری و م. رضوانی، "رابطه بین ساختار و شفافیت در شیشه­سرامیک­های شفاف سیستم LAS حاوی بلورهای نانومتری β-کوارتز"، فصلنامه علمی­-پژوهشی مهندسی مواد مجلسی، سال ششم، شماره 2، بهار 1391.

 

[10] A. M. Malyarevich, I. A. Denisov, Y. V. Volk, K. V. Yumashev, O. S. Dymshits & A. A. Zhilin, “Nanosized Glass Ceramics Doped with Transition Metal Ions: Nonlinear Spectroscopy and Possible Laser Applications”, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 341, pp. 247–250, 2002.

 

[11] K. Cheng, “Carbon effects on Crystallization Kinetics of Li2O-Al2O3-SiO2 Glasses”, Journal of Non-Crystalline Solids, Vol. 238, pp. 152-157, 1998.

 

[12] M. Mortier, A. Monteville, G. Patriarche, G. Maze & F. Auzel, “New Progresses in Transparent Rare-Earth-Doped Glass-Ceramics”, Optical Material, Vol. 16, pp. 255-267, 2001.

 

[13] G. Feng, Sh. Zhou, J. Bao, X. Wang, Sh. Xu & J. Qiu, “Transparent Ni²⁺-Doped Lithium Aluminosilicate Glass–Ceramics with Broadband Infrared Luminescence”, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 457, pp. 506–509, 2008.

 

[14] S. Rani, S. Sanghi, A. Agarwal & V. P. Seth, “Study of Optical Band Gap and FTIR Spectroscopy of Li₂O-Bi₂O₃-P₂O₅ Glasses”, Spectrochimica Acta A, Vol. 74, pp. 673-677, 2009.

 

[15]    ع. گلشنی، م. رضوانی و م.­ص. شاکری، "­بررسی خواص اپتیکی شیشه­سرامیک­های شفاف سیستم LAS درحضور آلاینده­ی Fe2O3 قابل کاربرد به عنوان لیزر حالت جامد و مصارف انرژی بالا"، اولین همایش مواد پیشرفته در صنایع هوایی و انرژی، کرج، پژوهشگاه مواد و انرژی،مهر 1391.

 

[16] M. S. Shakeri & M. Rezvani, “Optical Band Gap and Spectroscopic Study of Lithium Alumino Silicate Glass Containing Y³⁺ Ions”, Spectrochimica Acta, Vol. A79, pp. 1920-1925, 2011.

 

[17] M. S. Shakeri & M. Rezvani, “Optical Properties and Structural Evaluation of Li₂O–Al₂O₃–SiO₂–TiO₂ Glassy­Semiconductor Containing Passive ­Agent CeO₂”, Spectrochimica Acta A, Vol. 83, pp. 592-597, 2011.

 

[18] Z. Strnad, “Glass Ceramic Materials, Second edition, Elsevier Science Publishers”, ISBN: 444995242.

 

[19] A. M. Hu, M. Li & D. L. Mao, “Growth Behavior, Morphology and Properties of Lithium Aluminosilicate Glass Ceramics with Different Amount of CaO, MgO and TiO₂ Additives”, Ceramics International, Vol. 34, pp. 1393–1397, 2008.

 

[20] L. Cervinca & J. Dusil, “Determination of Crystallinity in Crystallized Glasses by X-ray Diffraction”, Journal of Non-Crystalline Solids, Vol. 21, pp. 125-136, 1976.