Advertisement

Keramische Zeitschrift

, Volume 69, Issue 6, pp 156–159 | Cite as

Synthese und Herstellung von hochreinen Yttriumvanadat-Keramiken für optische Anwendungen

  • C. Volk
  • N. Kratz
  • J. Werner
Forschung & Technik
  • 4 Downloads

Kurzfassung

Yttriumvanadat (YVO4) findet vor allem in Form von Einkristallen oder in polykristalliner Form Anwendung. YVO4-Einkristalle sind hervorragende Polarisatoren sowie Laser-Wirtsmaterialien mit hoher optischer Transparenz in einem Bereich von 400−5000 nm [1]. Die Herstellung von YVO4-Einkristallen findet meist über das Züchten aus einer Schmelze statt, welches allerdings einige Schwierigkeiten wie beispielsweise ein inkongruentes Verdampfen von Vanadium mit sich bringen kann. Daher sind alternative Herstellungsmethoden zu etablieren. Dazu wurde am FGK mittels nasschemischer Fällungssynthese über den Mikro-Jet-Reaktor hochreines, nanoskaliges Yttriumvanadat mit einer durchschnittlichen Korngröße von 100 nm hergestellt. Das gefriergetrocknete und im Anschluss kalzinierte Pulver wurde durch uniaxiales Pressen in einen Formkörper überführt. Die Sinterung erfolgte bei 1450 °C an Luft (≈1 bar). Durch den drucklosen Sinterprozess konnten Dichten von bis zu 98,5 % der theoretischen Dichte (%TD) erzielt werden. Durch eine heißisostatische Nachverdichtung mit einem anschließenden Annealing-Schritt konnten hochdichte, optisch transluzente Probekörper mit bis zu 99,5 %TD hergestellt werden.

Stichwörter

Yttriumvanadat nanoskalig nasschemische Fällung Mikro-Jet-Reaktor 

Abstract

Yttriumorthovanadate (YVO4) single crystal is an excellent polarizer as well as laser host material with high optical transparency in the region 400–5000 nm. High-tech applications of YVO4 are still limited due to different crystal growth difficulties, so an alternative production method is required. Therefore high purity YVO4 with a small grain size of approx. 100 nm was synthesized by a wet chemical precipitation via a continuously working micro-jet reactor technique. After freeze-drying the precipitation-solution and calcination, the powder was uniaxially pressed and pressureless sintered in air at different temperatures up to 1450 °C. High densities >98.5 % of the theoretical density were achieved. To further increase the densities the samples were hot isostatically pressed followed by an annealing process. Thus, translucent samples with densities >99.5 % of the theoretical density could be obtained.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

Literatur

  1. 1.
    Erdei, S. et al.: Growth studies of YVO4 crystals (II), changes in Y-V-O-stoichiometry. Crystal Res. & Technol. 29 (1994) [6] 815–828CrossRefGoogle Scholar
  2. 2.
    Erdei, S., et al.: Growth studies of YVO4 crystals (I), aspects of oxygen deficiency. MRS Proceeding 329 (1993) 245CrossRefGoogle Scholar
  3. 3.
    Takeshita, S. et al.: Low-Temperature wet chemical synthesis and photoluminescence properties of YVO4: Bi3+; Eu3+ nanophosphors. J. Luminescence 128 (2008) 1515–1522CrossRefGoogle Scholar
  4. 4.
    Werner, J., Kratz, N.: Passive and active optical and luminescent ceramics in research and development. Ceram. Appl. 4 (2016) 46–51Google Scholar

Copyright information

© Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature 2017

Authors and Affiliations

  • C. Volk
    • 1
  • N. Kratz
    • 1
  • J. Werner
    • 1
  1. 1.Forschungsinstitut für Anorganische Werkstoffe -Glas/Keramik- GmbHHöhr-GrenzhausenDeutschland

Personalised recommendations