Томские учёные сократили энергозатраты при производстве материалов для люминофоров

Исследователи выяснили точные температурные границы образования фаз алюминатов кальция и показали, что добавление нанопорошка алюминия позволяет снизить температуру синтеза и сэкономить энергию и время.

Главное

Команда томских учёных разработала метод, который существенно уменьшает энергозатраты при получении алюминатов кальция — ключевого компонента для люминофоров, используемых в экранах гаджетов, светодиодных лампах и дорожных знаках.

Как проводили исследование

В работе впервые в деталях изучали процесс синтеза в реальном времени с помощью рентгеновской дифракции на синхротронном источнике. Образцы нагревали до 1350°C и наблюдали за превращениями порошков по мере нагрева.

Роль размера частиц

Исследователи сравнили три вида добавок: нанопорошок алюминия, микропорошок и окисленный алюминий. Оказалось, что наночастицы начинают трансформироваться в нужную фазу раньше — уже при 1150°C — и распределяются более равномерно, что позволяет сократить время и потребляемую энергию на нагрев.

Нанопорошок также формирует структуру, благоприятную для создания сверхярких светящихся элементов. В то же время более крупные частицы повышают прочность материала — это полезно в областях, где важна механическая стойкость, например в строительстве или металлургии.

Структура порошков при исследовании