Transparentní polykrystalické keramické materiály s kubickou strukturou
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
A
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství
Abstract
Předložená práce je zaměřena na studium vlivu parametrů přípravy na optické vlastnosti polykrystalického kubického ZrO2 (stabilizovaného 8 mol.% Y2O3). Dále se práce zabývá dopováním kubického ZrO2 pomocí TiO2 a jeho vlivem na luminiscenční vlastnosti ZrO2. Zkoumané vzorky byly připraveny pomocí uniaxiálního lisování (10 MPa), následného izostatického lisování za studena (300 a 700 MPa), beztlakého slinování (1340–1380 °C, 10 min) a izostatického lisování za horka (1200–1400 °C, 4 hod, 200 MPa). V práci bylo prokázáno, že na optické vlastnosti má zásadní vliv teplota izostatického lisování za horka, tloušťka vzorku a také vlnová délka dopadajícího záření. Bylo dosaženo maximální přímočaré optické propustnosti 68,8 %, což je 90,5 % z teoretického limitu pro kubický ZrO2 při vlnové délce dopadajícího záření 632,8 nm. K přípravě dopovaného ZrO2 byla využita metoda nasákání keramického polotovaru za sníženého tlaku a metoda míchání prášků. Maximum excitačního spektra se s dopováním posunulo z 295 nm (4,20 eV) pro nedopované ZrO2 na 320 nm (3,87 eV) pro dopované vzorky. Dopování vedlo ke zvýšení intenzity emise oproti čistému ZrO2 až 23krát. Maximální intenzity emise při vlnové délce 545 nm bylo dosaženo u vzorků dopovaných nasákáním s nominálním obsahem 0,1 mol.% TiO2.
The presented work is focused on the study of the influence of preparation parameters on the optical properties of polycrystalline cubic ZrO2 (stabilized with 8 mol.% Y2O3). Furthermore, the work deals with the doping of c-ZrO2 with TiO2 and its effect on the luminescence properties of ZrO2. The examined samples were prepared by uniaxial pressing (10 MPa), followed by a cold isostatic pressing (300 and 700 MPa), pressureless sintering (1340–1380 °C, 10 min), and hot isostatic pressing (1200–1400 °C, 4 h, 200 MPa). In this work, it is shown that the optical properties are significantly affected by the temperature of the hot isostatic pressing, the thickness of the sample, and also by the wavelength of the incident light. A maximum real in-line transmission of 68.8 % was achieved, which is 90.5 % of the theoretical limit for c-ZrO2 at an incident radiation wavelength of 632.8 nm. A low-pressure infiltration method and a powder mixing method were used to prepare the doped ZrO2 ceramic sample. With doping, the maximum of the excitation spectrum shifted from 295 nm (4.20 eV) for the undoped ZrO2 to 320 nm (3.87 eV) for the doped samples. Doping led to an increase in emission intensity compared to a pure ZrO2 by up to 23 times. The maximum emission intensity at 545 nm wavelength was achieved for samples doped by infiltration method with a nominal 0.1 mol.% TiO2 content.
The presented work is focused on the study of the influence of preparation parameters on the optical properties of polycrystalline cubic ZrO2 (stabilized with 8 mol.% Y2O3). Furthermore, the work deals with the doping of c-ZrO2 with TiO2 and its effect on the luminescence properties of ZrO2. The examined samples were prepared by uniaxial pressing (10 MPa), followed by a cold isostatic pressing (300 and 700 MPa), pressureless sintering (1340–1380 °C, 10 min), and hot isostatic pressing (1200–1400 °C, 4 h, 200 MPa). In this work, it is shown that the optical properties are significantly affected by the temperature of the hot isostatic pressing, the thickness of the sample, and also by the wavelength of the incident light. A maximum real in-line transmission of 68.8 % was achieved, which is 90.5 % of the theoretical limit for c-ZrO2 at an incident radiation wavelength of 632.8 nm. A low-pressure infiltration method and a powder mixing method were used to prepare the doped ZrO2 ceramic sample. With doping, the maximum of the excitation spectrum shifted from 295 nm (4.20 eV) for the undoped ZrO2 to 320 nm (3.87 eV) for the doped samples. Doping led to an increase in emission intensity compared to a pure ZrO2 by up to 23 times. The maximum emission intensity at 545 nm wavelength was achieved for samples doped by infiltration method with a nominal 0.1 mol.% TiO2 content.
Description
Citation
KUČERA, J. Transparentní polykrystalické keramické materiály s kubickou strukturou [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2022.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
cs
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Ing. Ivo Dlouhý, CSc. (předseda)
prof. Ing. Rudolf Foret, CSc. (místopředseda)
prof. RNDr. Karel Maca, Dr. (člen)
prof. Ing. Vlastimil Vodárek, CSc. (člen)
doc. Ing. Vít Jan, Ph.D. (člen)
Date of acceptance
2022-06-15
Defence
1. vlastní obhajoba diplomové práce
2. posudek vedoucího práce
3. posudek oponenta práce
4. odpovědi na dotazy oponenta
5. odpovědi na dotazy komise
- metody ovlivnění kvality povrchu
- byly pozorovány částice ytria, koeficient odrazivosti
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení