Представительная серия из 34 разноокрашенных образцов редкоземельной ювелирной стеклокерамики (РЮСК) была исследована с применением комплекса физических методов с целью уточнения особенностей их строения на атомно-электронном уровне, выяснения природы окраски и опалесценции. Для определения электронной структуры оптически активных центров ионов переходных металлов с недостроенными d- и f-оболочками применены методы оптической, ИК-спектроскопии, рентген- и фотолюминесценции. Особенности состава и фазового строения РЮСК исследованы с помощью методов рентгеноспектрального микроанализа, рентгенофлуоресцентного анализа, рентгеновской дифракции и электронной микроскопии. По химическому составу образцы РЮСК можно разделить на 4 типа: Y - Al - Si (YAS), La - Al - Si (LaAS), Y - Ti - Al - Si (YTAS) и Mg - Zr - Al - Si (MZAS), причем подавляющее большинство образцов относятся к типу YAS. Соотношение между тремя основными группами атомов: Si (Si), Al (Al + Ti + Zr + Sn) и REE (Y + Ln + Ba), остается практически неизменным во всех образцах и составляет примерно 2:3:1. Алюминий наряду с кремнием преимущественно выступает в роли стеклообразователя и занимает тетраэдрические позиции, тогда как ионы лантаноидов служат модификаторами и входят в крупные позиции стеклянной матрицы. Получены спектры электронных ff-переходов ионов Nd<^>3+, Pr<^>3+, Er<^>3+, Ho<^>3+ в алюмосиликатом стекле, близком по составу к алланиту, в диапазоне 28 000 - 1000 см<^>-1. Установлено, что окраска РЮСК обусловлена: примесями отдельных трехвалентных ионов лантаноидов: Nd<^>3+, Pr<^>3+, Er<^>3+, Ho<^>3+; их комбинациями: Nd<^>3+ + Er<^>3+, Nd<^>3+ + Pr<^>3+, Nd<^>3+ + Er<^>3+ + Ho<^>3+; комбинациями ионов лантаноидов с ионами переходных металлов группы железа: Pr<^>3+ + Cu<^>2+, Pr<^>3+ + Fe<^>3+, Nd<^>3+ + Ni<^>2+, Ti<^>4+ + Er<^>3+; отдельными ионами-хромофорами группы железа: Ti<^>4+, Cu<^>2+. Положение максимумов и характер расщепления полос ионов Ln<^>3+ в спектрах поглощения образцов РЮСК зависит от состава матрицы стекла, хотя величины соответствующих смещений очень незначительны (10 - 30 см<^>-1). Показано, что главная отличительная особенность спектров поглощения и люминесценции ионов Nd<^>3+ в стекле от таковых в кристаллах природных минералов - слабая выраженность или отсутствие тонкой структуры полос. Это позволяет заключить, что основная масса ионов-хромофоров в РЮСК не входит в состав нанокристаллических фаз, а остается в матрице стекла. Данный вывод подтверждается значительной шириной, неизменностью позиций и соотношения интенсивностей полос излучения Nd<^>3+, Pr<^>3+ и Er<^>3+ в спектрах люминесценции РЮСК. Явление опалесценции, наблюдаемое в образцах РЮСК Mg - Zr состава, связано с объемной кристаллизацией нановключений тетрагональной модификации ZrO2.

  Повний текст PDF - 912.426 Kb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"