Project detail

Microstructure and functional properties refinement by dopant distribution in transparent ceramics – combined experimental and theoretical approach

Duration: 01.01.2020 — 31.12.2022

Funding resources

Czech Science Foundation - Standardní projekty

- whole funder

On the project

Přidáním dopantu lze zlepšit vlastnosti keramických materiálů nebo vyvolat některé jeho nové funkce. Správná funkce dopantu je podmíněna jeho homogenním rozložením v systému. Cílem projektu je popsat distribuci dopantu difúzí v mřížce či po hranicích zrn pomocí kombinovaných teoretických a experimentálních přístupů, které vedou k optimálnímu postupu přípravy dopovaných keramických materiálů. Oba přístupy budou použity na transparentní keramiku s fotoluminiscenčními vlastnostmi. Chování dopantu a následně vlastnosti systému závisí na mřížkové struktuře matrice, jejím chemickém složení a na mikrostrukturních a termodynamických vlastnostech systému; zejména rozpustnost dopantů v matrici hraje zásadní roli. Bude zkoumáno několik kombinací dopant/matrice pro pokrytí všech tříd možných interakcí mezi dopantem a matricí. Na základě získaných poznatků budou formulována kvalifikovaná doporučení pro přípravu dopovaných keramických materiálů se špičkovými vlastnostmi.

Description in English
Properties of ceramic materials may be enhanced or some new functionalities may be provoked by adding a dopant. The proper function of the dopant is conditioned by its homogeneous distribution in the system. The project aims to describe the dopant distribution by diffusion in the lattice and/or via grain boundaries using the combined theoretical and experimental approaches resulting in optimal processing of (co)doped ceramic materials. Both approaches will be applied to transparent ceramics with photoluminescent properties. The dopant behaviour and consequently system properties depend on lattice structure of the matrix, its chemical composition and on microstructural characteristics and thermodynamic properties of the system; especially the solubility of dopants in the matrix is essential. Several dopant/matrix combinations will be investigated to cover all classes of possible interactions between the dopant and the matrix. Based on the acquired knowledge, the qualified recommendations for preparing of doped ceramic materials of excellent properties will be formulated

Keywords
transparentní keramika;dopování;luminofory;luminiscence;experimentální a teoretické přístupy

Key words in English
transparent ceramics;doping;luminofors;luminescence;experimental and theoretical approaches

Mark

20-14237S

Default language

Czech

People responsible

Drdlík Daniel, Ing., Ph.D. - fellow researcher
Drdlíková Katarina, Ing., Ph.D. - fellow researcher
Spusta Tomáš, Ing., Ph.D. - fellow researcher
Maca Karel, prof. RNDr., Dr. - principal person responsible

Units

Advanced Multifunctional Ceramics
- co-beneficiary (2020-01-01 - 2022-12-31)

Results

KLEMENT, R.; DRDLÍKOVÁ, K.; KACHLÍK, M.; DRDLÍK, D.; GALUSEK, D.; MACA, K. Photoluminescence and optical properties of Eu3+/Eu2+-doped transparent Al2O3 ceramics. Journal of the European Ceramic Society, 2021, vol. 41, no. 9, p. 4896-4906. ISSN: 0955-2219.
Detail

DRDLÍKOVÁ, K.; KLEMENT, R.; SVOBODA, J.; DRDLÍK, D.; GALUSEK, D.; MACA, K. Luminescent Dy3+ and Dy3+/Cr3+ doped transparent Al2O3 ceramics: Microstructure and optical properties. Journal of the European Ceramic Society, 2022, vol. 42, no. 10, p. 4343-4352. ISSN: 0955-2219.
Detail

SVOBODA, J.; DRDLÍKOVÁ, K.; DRDLÍK, D.; KROUPA, A.; MICHALIČKA, J.; MACA, K. Doping of alumina ceramics by manganese – Thermodynamical and experimental approach. Processing and Application of Ceramics, 2022, vol. 16, no. 1, p. 13-21. ISSN: 2406-1034.
Detail

DRDLÍKOVÁ, K.; KLEMENT, R.; RYCHNOVSKÝ, D.; MACA, K.; DRDLÍK, D. Optical properties of Tb3+- and Cr3+-doped MgAl2O4 ceramics prepared by capsule- and carbon-free hot isostatic pressing. Journal of the European Ceramic Society, 2024, vol. 44, no. 9, p. 5440-5448. ISSN: 0955-2219.
Detail

SPUSTA, T.; PRAJZLER, V.; MACA, K. Grain growth during capsule-free hot isostatic pressing. Ceramics International, 2022, vol. 48, no. 18, p. 25764-25771. ISSN: 0272-8842.
Detail

POUCHLÝ, V.; TALIMIAN, A.; KAŠTYL, J.; CHVÍLA, M.; ŠČASNOVIČ, E.; BELTRAN, A.; LOZANO, J.; GALUSEK, D. Transparent LiOH-doped magnesium aluminate spinel produced by spark plasma sintering: Effects of heating rate and dopant concentration. JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY, 2023, vol. 43, no. 8, p. 3544-3552. ISSN: 1873-619X.
Detail

KLEMENT, R.; DRDLÍKOVÁ, K.; DRDLÍK, D.; MACA, K. Photoluminescence of rare-earth/transition metal-dopedtransparent/translucent polycrystalline Al2O3 ceramics: A review. Journal of the American Ceramic Society, 2023, vol. 106, no. 1, p. 172-185. ISSN: 0002-7820.
Detail

Responsibility: Maca Karel, prof. RNDr., Dr.