The Optimization of Radiation Synthesis Modes for YAG:Ce Ceramics

Abstract

Synthesis in the radiation field is a promising direction for the development of materials transformation processes, especially those differing in melting temperature. It has been established that the synthesis of yttrium–aluminum ceramics from yttrium oxides and aluminum metals in the region of a powerful high-energy electron flux is realized in 1 s, without any manifestations that facilitate synthesis, with high productivity. It is assumed that the high rate and efficiency of synthesis are due to processes that are realized with the formation of radicals, short-lived defects formed during the decay of electronic excitations. This article presents descriptions of the energy-transferring processes of an electron stream with energies of 1.4, 2.0, and 2.5 MeV to the initial radiation (mixture) for the production of YAG:Ce ceramics. YAG:Ce (Y3Al5O12:Ce) ceramics samples in the field of electron flux of different energies and power densities were synthesized. The results of a study of the dependence of the morphology, crystal structure, and luminescence properties of the resulting ceramics on the synthesis modes, electron energy, and electron flux power are presented.

Thermoluminescent and Dosimetric Properties of Zirconium Dioxide Ceramics Irradiated With High Doses of Pulse Electron Beam

“…Полученное в результате значение (порядка 100 нм) с учетом погрешности измерений практически не отличается от размера кристаллитов в исходном нанопорошке. Известно, что при реализации метода электронно-лучевого синтеза керамик температура образца может достигать значений 1500 °С [20]. При данной температуре в керамиках типа 1 наблюдается Температура отжига, °С Температура отжига, °С существенный рост размера кристаллитов (рисунок 3).…”

“…К данной группе методов можно отнести спекание в пучках ускоренных заряженных частиц, с применением плазмы и лазерного излучения [17][18][19]. Авторами работы [20] был разработан метод получения керамик на основе тугоплавких материалов путем спекания порошков в поле мощного потока высокоэнергетических электронов. Электронно-лучевой метод синтеза был успешно реализован для получения керамик на основе MgF2:W, YAG:Ce, MgO [20][21][22].…”

“…Авторами работы [20] был разработан метод получения керамик на основе тугоплавких материалов путем спекания порошков в поле мощного потока высокоэнергетических электронов. Электронно-лучевой метод синтеза был успешно реализован для получения керамик на основе MgF2:W, YAG:Ce, MgO [20][21][22]. Керамики синтезировались посредством прямого воздействия потока быстрых электронов на порошки фторидов и оксидов металлов за время, меньшее 1 c. Особенностью данного метода является тот факт, что, наряду с тепловыми, большую роль в процессе синтеза керамик играют ионизационные процессы, вызывающие распад электронных возбуждений на первичные продукты радиолиза и протекание реакций между ними.…”

Thermoluminescent and Dosimetric Properties of Zirconium Dioxide Ceramics Irradiated with High Doses of Pulsed Electron Beam

“…Along with traditional methods of sintering ceramics by heating in furnaces, radiationbased synthesis methods show great promise [17][18][19]. The authors of [20] developed a method for producing ceramics based on refractory materials by sintering powders in the field of a powerful flow of high-energy electrons. The electron beam synthesis method was successfully implemented to obtain ceramics based on MgF 2 : W, YAG: Ce, MgO [20].…”

“…The authors of [20] developed a method for producing ceramics based on refractory materials by sintering powders in the field of a powerful flow of high-energy electrons. The electron beam synthesis method was successfully implemented to obtain ceramics based on MgF 2 : W, YAG: Ce, MgO [20]. Ceramics were synthesized by direct exposure of the fast electron flux to powders of fluorides and metal oxides in less than 1 s. A special feature of this method is that, in addition to thermal processes, ionization processes play a major role in the synthesis of ceramics, causing the decay of electronic excitations into primary radiolysis products and the occurrence of reactions between them.…”