Термические и оптические свойства неодимсодержащих висмут-барий-боратных стекол, полученных методами плавления шихты и лазерного спекания

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Одно из преимуществ метода селективного лазерного спекания заключается в формировании планарных структур с морфологией стекла, кристалла и стеклокристалла в зависимости от состава шихтового материала и режимов лучевого воздействия. В данной работе исследуется возможность получения оптических микроструктур из висмут-барий-боратного стекла, легированного оксидом неодима, в области его кристаллизационно-устойчивых составов методом селективного лазерного спекания. Проведено сравнение термических и оптических свойств стекол (100–x)(20Bi2O3–60B2O3–20BaO)–xNd2O3, синтезированных из специально приготовленного ультрадисперсного прекурсора методом плавления в тигле с различными режимами охлаждения, с образцами, сформированными лазерным спеканием. Термические свойства указанной стеклообразующей системы исследованы методом дифференциального термического анализа от шихты до целевых образцов.

About the authors

A. D. Plekhovich

Institute of Chemistry of High Purity Substances named after G. G. Devyatyh of the Russian Academy of Sciences

Email: plekhovich@ihps-nnov.ru
Tropinina st., 49, BOX-75, Nizhny Novgorod, 603951 Russia

A. M. Kutin

Institute of Chemistry of High Purity Substances named after G. G. Devyatyh of the Russian Academy of Sciences

Tropinina st., 49, BOX-75, Nizhny Novgorod, 603951 Russia

M. E. Komshina

Institute of Chemistry of High Purity Substances named after G. G. Devyatyh of the Russian Academy of Sciences

Tropinina st., 49, BOX-75, Nizhny Novgorod, 603951 Russia

K. V. Balueva

Institute of Chemistry of High Purity Substances named after G. G. Devyatyh of the Russian Academy of Sciences

Tropinina st., 49, BOX-75, Nizhny Novgorod, 603951 Russia

K. F. Shumovskaya

Institute of Chemistry of High Purity Substances named after G. G. Devyatyh of the Russian Academy of Sciences

Tropinina st., 49, BOX-75, Nizhny Novgorod, 603951 Russia

S. D. Plekhovich

Institute of Chemistry of High Purity Substances named after G. G. Devyatyh of the Russian Academy of Sciences; Nizhny Novgorod State University named after N. I. Lobachevsky

Tropinina st., 49, BOX-75, Nizhny Novgorod, 603951 Russia; Gagarin Ave, 23, Nizhny Novgorod, 603022 Russia

A. V. Budraev

Nizhny Novgorod State University named after N. I. Lobachevsky

Gagarin Ave, 23, Nizhny Novgorod, 603022 Russia

S. V. Kurashkin

Institute of Chemistry of High Purity Substances named after G. G. Devyatyh of the Russian Academy of Sciences; Nizhny Novgorod State University named after N. I. Lobachevsky

Tropinina st., 49, BOX-75, Nizhny Novgorod, 603951 Russia; Gagarin Ave, 23, Nizhny Novgorod, 603022 Russia

References

  1. Ruamnikhom R., Limsuwan P., Horprathum M., Chanthima N., Kim H.J., Ruengsri S., Kaewkhao J. Up- and Downconversion Luminescence Properties of Nd3+ Ions Doped in Bi2O3–BaO–B2O3 Glass System // Adv. Mater. Sci. Eng. 2014. P. 1–5. http://dx.doi.org/10.1155/2014/751973
  2. Ehrt D. The Effect of ZnO, La2O3, PbO and Bi2O3 on the Properties of Binary Borate Glasses and Melts // Phys. Chem. Glasses. 2006. V. 47. № 6. P. 669–674.
  3. Sontakke A.D., Tarafder A., Biswas K., Annapurna K. Sensitized Red Luminescence from Bi3+ Co-Doped Eu3+: ZnO–B2O3 Glasses // Physica B. 2009. V. 404. P. 3525–3529. https://doi.org/10.1016/j.physb.2009.05.053
  4. Li Z., Pian Q., Li L., Sun Y., Zheng S. Luminescence Properties of SrBi2B2O7: Eu3+ Orange-Red Phosphor // Optik. 2018. V. 161. P. 38–43. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2018.01.132
  5. Wu L., Bai Y., Wu L., Yi H., Kong Y. Zhang Y., Xu J. Sm3+ and Eu3+ co-doped SrBi2B2O7: A Redemitting Phosphor with Improved Thermal Stability // RSC Adv. 2017. V. 7. P. 1146–1153. https://doi.org/10.1039/C6RA26752A
  6. Shablinskii A.P., Drozdova I.A., Volkov S.N., Krzhizhanovskaya M.G., Bubnova R.S. Production and Study of Glass Ceramics in Sr1–xBaxBi2B2O7 System // Fiz. Khim. Stekla. 2012. V. 38. № 6. P. 886–889.
  7. Becker P. Thermal and Optical Properties of Glasses of the System Bi2O3–B2O3 // Cryst. Res. Technol. 2003. V. 38. № 1. P. 74–82. https://doi.org/10.1002/CRAT.200310009
  8. Kosaka S., Benino Y., Fujiwara T. Synthesis and Nonlinear Optical Properties of BaTi(BO3)2 and Ba3Ti3O6(BO3)2 Crystals in Glasses with High TiO2 Contents // J. Solid State Chem. 2005. V. 178. № 6. P. 2067–2076. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2005.04.023
  9. Egorysheva A.V., Skorikov V.M., Volodin V.D. Phase Equilibria in the BaO–Bi2O3–B2O3 System // Russ. J. Inorg. Chem. 2006. V. 51. № 12. P. 1956–1960. https://doi.org/10.1134/S0036023606120187
  10. Egorysheva A.V., Volodin V.D., Skorikov V.M., Yurkov G. Yu., Sorokin N.I. Synthesis of Nanocomposites Based on MO–Bi2O3–B2O3 (M = Ca, Sr, Ba) Glasses // Inorg. Mater. 2010. V. 46. № 4. P. 434–438. https://doi.org/10.1134/S0020168510040205
  11. Chen F., Dai S., Nie Q., Xu T., Shen X., Wang X. Glass Formation and Optical Band Gap Studies on Bi2O3–B2O3–BaO Ternary System // J. Wuhan Univ. Technol. Mater. Sci. Edit. 2009. V. 24. P. 716–720. https://doi.org/10.1007/s11595-009–5716-y
  12. Moorthy L.R., Rao T.S., Jayasimhadri M., Radhapathy A., Murthy D.V.R. Spectroscopic Investigation of Nd3+-Doped Alkali Chloroborophosphate Glasses // Spectrochim. Acta, Part A. 2004. V. 60. № 11. P. 2449–2458. http://dx.doi.org/10.1016/j.saa.2003.12.022
  13. Blasse G., Grabmaier B.C. Luminescent Materials. Berlin: Springer, 1994. http://dx.doi.org/10.1007/978-3-642-79017-1
  14. Schwager A.-M., Bliedtner J., Bruder A., Götze K. Production of Glass Filters by Selective Laser Sintering // Proc. SPIE10675, 3D Printed Optics and Additive Photonic Manufacturing, 2018. P. 106750 https://doi.org/10.1117/12.2305695
  15. Gao B., Zhao H., Peng L., Sun Z. A Review of Research Progress in Selective Laser Melting (SLM) // Micromachines. 2023. V. 14. P. 57. https://doi.org/10.3390/mi14010057
  16. Liu Q., Danlos Y., Song B., Zhang B., Yin S., Liao H. Effect of High-Temperature Preheating on the Selective Laser Melting of Yttria-Stabilized Zirconia Ceramic // J. Mater. Process. Technol. 2015. V. 222. P. 61–74. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2015.02.036
  17. Protasov C.E., Khmyrov R.S., Grigoriev S.N., Gusarov A.V. Selective Laser Melting of Fused Silica: Interdependent Heat Transfer and Powder Consolidation // Int. J. Heat Mass Transfer. 2017. V. 104. P. 665–674. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2016.08.107
  18. Sofia D., Granese M., Barletta D., Poletto M. Laser Sintering of Unimodal Distributed Glass Powders of Different Size // Procedia Eng. 2015. V. 102. P. 749–758. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2015.01.180
  19. Зайцев А.И., Васильев А.Д. Фазообразование в процессе кристаллизации стекол состава BiB3O6 // Фазовые переходы, упорядоченные состояния и новые материалы. 2007. Т. 2. С. 1.
  20. Bajaj A., Khanna A. Crystallization of Bismuth Borate Glasses // J. Phys.: Condens. Matter. 2009. V. 21. P. 035112. https://doi.org/10.1088/0953-8984/21/3/035112
  21. Plekhovich A.D., Kut'in A.M., Rostokina E.E., Komshina M.E., Balueva K.V., Ignatova K.F., Shiryaev V.S. Controlled Crystallization of BaO–B2O3–Bi2O3 Glass in the Temperature Range of a Supercooled Melt in the Presence of Additional Nucleation Centers // J. Non-Cryst. Solids. 2022. V. 588. P. 121629. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2022.121629
  22. Бобкова Н.М. Висмутсодержащие легкоплавкие стекла и структурное состояние ионов висмута в них // Техника и технология сил. 2013. Т. 20. № 4. С. 8–11.
  23. Плехович А.Д., Кутьин А.М., Балуева К.В., Ростокина Е.Е., Комшина М.Е., Шумовская К.Ф. Анализ химических и фазовых превращений при синтезе стеклокерамики на основе висмут-барий-боратного стекла и Er: YAG // Журн. неорган. химии. 2024. Т. 69. № 8. С. 1155–1162. https://doi.org/10.31857/S0044457X24080085
  24. Лидин Р.А. Химические свойства неорганических веществ: Уч. пособие для студентов вузов, обучающихся по направлению “Химия” и специальности “Неорган. химия”. 3-е изд., испр. М.: Химия, 2000. 480 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».