1 Uzbekistan, Samarkand электронный выпуск ксерогели, стекло и объёмные керамические материалы Перспективные материалы для применений в области

 
 
 
 

---

СЕКЦИЯ 1. «ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЗОЛЬ-ГЕЛЬ ПРОЦЕССА» 
8 
 
ФАЗООБРАЗОВАНИЕ И ФОРМИРОВАНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ
СТРУКТУРЫ ПРИ ПОЛУЧЕНИИ АЛЮМИНАТОВ КАЛЬЦИЯ И 
ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ИХ ОСНОВЕ ЗОЛЬ-ГЕЛЬ МЕТОДОМ 
Мишенина Л. Н., Селюнина Л. А., Брославская Т. В. 
Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, 
Россия 
e-mail:
 
[e-mail] 
Abstract.
We received crystallophosphors on the basis of calcium aluminates of various 
composition with different amounts of europium ions(III) using sol-gel technology. We determined 
the processes occurring during the phase formation and structuring of the target products. We have 
identified dependencies between the composition of calcium aluminate, its crystal structure, surface 
morphology, the amount and crystallographic environment of the ion-activator and luminescent 
characteristics.
В последние годы наблюдается тенденция по замене белых светодиодов, полученных 
путем сочетания синего светодиодного чипа и желтого люминофора на основе 
алюмоиттриевого граната на светодиоды, изготовленные на основе комбинации 
ультрафиолетовых светодиодных чипов и трихроматических кристаллофосфоров. Среди 
трихроматических люминофоров красный показывает гораздо более низкую эффективность 
свечения по сравнению с синим и зеленым люминофором.
Поэтому в настоящее время является актуальным разработка красных люминофоров, 
обладающих хорошими фотолюминесцентными характеристиками, высокой термической и 
химической стабильностью, которые эффективно возбуждаются УФ-излучением. Известно, что 
люминофоры на основе алюминатов кальция, среди равноценных структур алюминатов 
щелочноземельных металлов, имеющие одинаковое соотношение M
2+
:Al
3+
обладают большей 
интенсивностью излучения. Фазовый состав, кристаллическая структура и морфология 
поверхности люминесцентной матрицы сильно зависит от температуры прокаливания и 
соотношения Ca
2+
:Al
3+
в исходной реакционной смеси, что оказывает существенное влияние на 
свойства конечного продукта [1].
Цель работы: установление влияния параметров синтеза на фазовый состав, 
формирование кристаллической структуры и свойства алюминатов кальция CaAl
2
O
4
, Ca
3
Al
2
O
6
, 
Ca
12
Al
14
O
33
и люминофоров на их основе. 
В работе с использованием золь–гель технологии получены алюминаты кальция состава 
CaAl
2
O
4
, Ca
3
Al
2
O
6
, Ca
12
Al
14
O
33
и люминофоры на их основе. Методами термического, ИК-
спектроскопического и рентгенофазового анализов определены основные стадии 
формирования алюминатов кальция включающие удаление летучих компонентов (до 250°С), 
разложение органических комплексов с одновременным окислением (при 300–450°С; 450–
520°С), образование кристаллического карбоната кальция, аморфного оксида алюминия и 
формирование кристаллического продукта алюмината кальция выше 800°С. Методом 
рентгенофазового анализа с Ритвельдовским уточнением исследованы процессы фазо- и 
структурообразования при термической обработке прекурсоров. Установлено, что при 
температуре 900°С формируется моноалюминат кальция CaAl
2
O
4
; при 850°С – ортоалюминат 
кальция Ca
3
Al
2
O
6
; при 1100°С – кубический алюминат кальция Ca
12
Al
14
O
33
. Однофазные 
продукты образуются при 1000°С – CaAl
2
O
4
и Ca
3
Al
2
O
6
; при 1200°С – Ca
12
Al
14
O
33
. Определена 
эволюция формирования кристаллической структуры алюминатов кальция. Наибольшее 
совпадение рассчитанных структур с теоретическими моделями наблюдается у образцов, 
полученных при температуре 1200°С (рис. 1). 

---