Keramické materiály na bázi spinelu MgAl2O4 pro optické aplikace

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá přípravou transparentní keramiky na bázi spinelu MgAl2O4 a vlivem jeho dopování Cr3+, Tb3+ na výsledné optické vlastnosti. Metodika přípravy byla optimalizována několika cestami pro získání bezdefektních těles s nejvyšší relativní hustotou těles ve stavu „green body“. Jako poslední procesní krok byla použita pro optimalizovanou keramiku metoda izostatického lisování za tepla, díky které byla úspěšně připravena transparentní nedopovaná i dopovaná spinelová keramika. Nejvyšší naměřené hodnoty RIT (real in-line transmittance) se jak u nedopovaných tak i dopovaných vzorků pohybovaly v rozmezí 77–79 %. Měřením fotoluminiscence připravených vzorků bylo zjištěno, že u spinelu dopovaného Cr3+ byl s rostoucí koncentrací Cr3+ pozorován nárůst intenzity píků, kdy maximální emisní pík byl naměřen v červené spektrální oblasti při vlnové délce 685 nm. Ve spinelu dopovaném Tb3+ bylo dosaženo nejvyšší intenzity píků při koncentraci 0,075 at. %, kde maximální emisní pík byl naměřen v zelené spektrální oblasti při vlnové délce 545 nm.This diploma thesis deals with preparation of transparent ceramics based on spinel MgAl2O4 and effect of Cr3+, Tb3+ doping on optical properties. Preparation of samples was optimized using several ways to prepare non-defect ceramic samples with the highest relative density of green body. The final step of the processing included hot isostatic pressing resulting in transparent undoped and doped spinel ceramics. The highest values of RIT (real in- line transmittance) of undoped and doped samples were measured between 77–79 %. It was found by measuring photoluminescence properties of prepared samples that increasing concentration of Cr3+ resulted to higher peak intensities. The most intense emission peak was measured in red spectral area at wavelength of 685 nm. In the case of Tb3+-doped spinel, the maximum peak intensities were measured at concentration of 0.075 at. % and the most intense emission peak was measured in green spectral area at wavelength of 545 nm.