Luminescent ceramics based on polycrystalline calcium fluoroapatite Ca₁₀(P0₄)₆F₂:Eu³⁺

Abstract

The FAP and FAP:Eu³⁺ powders have been prepared using precipitation from aqueous solution. The as-prepared powders were compacted into tablets at 660 MPa and sintered in oxygen atmosphere at 600-1200°C. XRD analysis has shown that within the whole range of sintering temperature, the samples contain crystalline fluorapatite along with a small amount of amorphous phase, which decreases as the sintering temperature rises. The sintering temperature elevation results in extension of the coherent scattering area size (L = 42 to 54 nm). The FAP:Eu³⁺ ceramics density attains 84.67 % at Tsint = 1100°C and decreases above that value. As the temperature increases, the average grain size grows from 5 to 15 μm and the porosity decreases. The photoluminescence efficiency of Eu³⁺ in the FAP structure is maximum for ceramics sintered at 1100°C.

Порошки фторапатиту кальцію (ФАП) та ФАП:Eu³⁺ отримано методом осадження з водних розчинів. Свіжоприготовлені порошки компактувались у таблетки при 660 МПа та спікалися у атмосфері кисню у діапазоні температур Tsint = 600-1200°С. 3а даними XRD, у всьому діапазоні температур спікання поряд з кристалічною фазою ФАП присутня невелика кількість аморфної фази, яка з ростом температури спікання зменшується. 3 ростом температури спікання збільшується розмір областей когерентного розсіювання (L = 42-54 нм). Густина кераміки ФАП:Eu³⁺ досягає 84.67 % при Tsint = 1100°С і вище цього значення знижується. 3і збільшенням Tsint середній розмір зерен зростає від 5 до 15 мкм та пористість знижується. Вихід фотолюмінесценції Eu³⁺ у структурі ФАП є максимальним для кераміки, спеченої при 1100°С.

Порошки фторапатита кальция (ФАП) и ФАП:Eu³⁺ получены методом осаждения из водных растворов. Свежеприготовленные порошки компактировались в таблетки при 660 МПа и спекались в атмосфере кислорода в диапазоне температур Tsint = 600-12000С. По данным XRD, во всем диапазоне температуры спекания наряду с кристаллической фазой ФАП, присутствует небольшое количество аморфной фазы, которое с ростом температуры спекания уменьшается. С ростом температуры увеличивается размер областей когерентного рассеяния (L = 42-54 нм). Плотность керамики ФАП:Eu³⁺ достигает 84.67 % при Tsint = 1100°С и выше этого значения снижается. С увеличением Tstnt средmrй размер зерен растет от 5 до 15 мкм и сmrжается пористость. Выход фотолюминесценции Eu³⁺ в структуре ФАП максимален для керамики, спеченной при 1100°С.