Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Технология тугоплавких неметаллических материалов

Диссертационная работа:

Савинков, Виталий Иванович. Борогерманатные стекла с высоким содержанием оксидов редкоземельных элементов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.17.11 / Савинков Виталий Иванович; [Место защиты: Рос. хим.-технол. ун-т им. Д.И. Менделеева].- Москва, 2010.- 176 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/1203

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы

Бурный прогресс в лазерной технике (волоконные лазеры, лазерные чипы, лазеры для управления термоядерными реакциями, лазерная локация и дальнометрия, лазеры для медицины и пр.) вызывает необходимость как совершенствования технологии существующих промышленных оптических марок стекол, так и разработок новых типов стеклообразных материалов. Наряду со ставшими классическими лазерными фосфатными стеклами, решающая роль в развитии которых принадлежит отечественным ученым (В.И. Арбузов, Е.И. Талант, Б.И. Денкер, М.Е. Жаботинский, Г.О. Карапетян, С.Г. Лунтер, А.К. Пржевуский, М.Н. Толстой и др.) и в целом научной школе академика Г.Т. Петровского, в настоящее время интенсивно исследуется широкая гамма стекол для разных спектральных диапазонов и назначений.

Для освоения ближнего ИК диапазона перспективны стекла на основе диоксида германия. Германатные стекла приближаются к силикатным по физико-химическим и эксплуатационным свойствам, существенно превосходя фосфатные, теллуритные, халькогенидные, фторидные и другие стекла, прозрачные в ИК области спектра. Из-за высокой стоимости Ge02 германатные стекла длительное время не находили практического применения, и поэтому изучены недостаточно, а разработок способов получения германатных стекол оптического качества ранее не проводилось.

Цель работы

Разработка борогерманатных стекол с высоким содержанием оксидов РЗЭ и высокими эксплуатационными характеристиками для создания новых активных элементов волоконных и пленочных лазеров, для использования в магнитооптике, в квантронах твердотельных лазеров.

Создание лабораторной технологической линии, обеспечивающей возможность получения стекол оптического качества в системах Ьп2Оз-В2Оз-Ое02 (Ln=Tb,Sm,Er,Yb).

Научная новизна результатов работы

1. Впервые получены оптически однородные стекла в системе Ьп2Оз-В2Оз-Ое02 (Ln = Er, Yb, Tb, Sm), содержащие до 25 мол.% Ln203. Установлено влияние типа и концентрации РЗЭ, добавок Si02 и А120з на оптические характеристики стекол. Для стекол, содержащих оксиды легких лантаноидов Sm203 и ТЬ203, характерны более

низкие температуры стеклования и меньшая склонность к кристаллизации, чем для стекол, содержащих оксиды тяжелых лантаноидов иттриевой подгруппы - Ег203 и Yb203.

2. Выявлена слабая кластеризация ионов эрбия в борогерманатной матрице,
содержащей до 3 мол.% Ег20з, благодаря чему снижается концентрационное тушение
люминесценции ионов Ег в переходе 7із/2 —> 1\512- Эффективная полуширина полосы

Q_i_

люминесценции ионов Ег в борогерманатных стеклах составляет 85-90 нм, превышая аналогичный показатель фосфатных и силикатных стекол более чем в два раза, а теллуритных стекол - на 10-20%.

3. Установлено, что в борогерманатных стеклах с высокой концентрацией ионов
РЗЭ (до 1210 ион/см ) реализуется модель Боррелли, постулирующая линейную
зависимость значения константы Верде от концентрации парамагнитного иона.

Практическая значимость результатов работы

1. Спроектирована, изготовлена и введена в эксплуатацию лабораторная
технологическая линия для получения стекол оптического качества в стекловаренных
платиновых сосудах объемом 300 мл и 5 л. Линия позволяет синтезировать стекла
различных систем по одно- и двухстадийной технологической схеме с температурами
варки до 1550С и точностью выполнения технологического режима ±2С в
автоматическом режиме. Реализована возможность регулировки окислительно-
восстановительных условий варки и гомогенизации расплава с помощью
стекломешальных машин.

2. Разработаны составы и получены стекла оптического качества в системе
Tb203-B203-Ge02 (TBG) с содержанием ТЬ203 31 мол.%, предназначенные для
использования в качестве магнитооптических элементов лазерных систем. Константа
Верде TBG стекол на длине волны 633 нм достигает значения более 0,4 угл.мин/см-Э
при значении коэффициента поглощения 0,001 см" , что обеспечивает высокую
магнитооптическую добротность Qio64 = 108 угл. мин/Э (у промышленных стекол
аналогичного назначения Qio64 < 60 угл. мин/Э).

3. Разработан состав борогерманатного стекла с содержанием Sm203 до 30 мол.%
для высокоэффективных светофильтров, подавляющего паразитные моды неодимового

Q_i_

лазера. Стекло отличается высоким пропусканием в области поглощения ионов Nd и

линейным коэффициентом поглощения света А: —30 см" при X ~ 1,06 и 1,34 мкм (у аналогичных светофильтров с ионами Sm к ~ 5-7 см").

Q_i_

4. Синтезированы борогерманатные стекла активированные Ег и

Q_i_

сенсибилизированные Yb , которые по совокупности характеристик (температура стеклования, концентрационное тушение и ширина полосы люминесценции) являются перспективным материалом для создания активных элементов миниатюрных твердотельных и волоконных лазеров, излучающих в ближнем ИК-диапазоне.

Апробация работы и публикации Результаты исследований представлены на Международном молодежном конгрессе по химии и химической технологии (МКХТ-2007, МКХТ-2008), VII Международной научной конференции «Лазерная физика и оптические технологии» (Минск, 2008), научной сессии Центра хемотроники стекла им. В.В. Тарасова (РХТУ, 2008), XIX Международной научно-технической конференции "Конструкции и технологии получения изделий из неметаллических материалов" (Обнинск, 2010). По теме диссертации опубликовано 11 работ, из них два патента РФ. Работа выполнена при поддержке РФФИ (гранты 09-03-00104 и 10-03-00591), международной программы РФФИ-БФФИ (грант 10-03-90012), гранта Минобрнауки 11.G34.31.0027, ген. директора ООО «Электростекло» - Д.Б. Охрименко.

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, трех глав, общих выводов и списка использованной литературы из 147 источников. Работа изложена на 172 страницах, включает 96 рисунков и 14 таблиц.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net