Synthese und Herstellung von hochreinen Yttriumvanadat-Keramiken für optische Anwendungen

Veröffentlicht in Keramische Zeitschrift 06/17

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.

Autoren: C. Volk*, N. Kratz*, J. Werner*
* Forschungsinstitut für Anorganische Werkstoffe – Glas/Keramik – GmbH

Hier geht’s zum Download – Hochreines Yttriumvanadat