| Materiał | Granat itrowo glinowy (Y3Al5O12 - YAG) (49176) |
|---|
| Wyrób | ceramika YAG jako optyczny sensor ciśnienia (49295) |
|---|
| Ekspert | Robert Fedyk |
|---|
| Afiliacje |
| Nazwa | Polish Academy of Sciences, Institute of High Pressure Physics (UNIPRESS) |
|---|
| Adres | Sokolowska 29/37, Warszawa 01-142, Poland |
|---|
| Nazwa | Warsaw University of Technology, Faculty of Materials Science and Engineering (InMat) |
|---|
| Adres | Wołoska 141, Warszawa 02-507, Poland |
|---|
|
|---|
| Opis |
- Nazwa wyrobu : ceramika YAG jako optyczny sensor ciśnienia
- Opis wyrobu: Optyczny sensor ciśnienia-temperatury wykonany z granatu itrowo-glinowego (YAGu) domieszkowanego Nd lub Sm. W materiale tym przesunięcie widm emisyjnych związane jest ze zmianą ciśnienia . Sensory te mogą służyć do kalibracji komórek wysokociśnieniowych (DAC Diamont Anvil Cells) oraz mogą zostać wykorzystane w badaniach eksperymentalnych przeprowadzanych w wysokich ciśnieniach. YAG:Sm w przeciwieństwie do kryształu rubinu, powszechnie stosowanego jako sensor ciśnienia, nie wykazuje przesunięcia widm emisji funkcji temperatury.
- Zalety:
- Poziom technologii - skala czasowa:
- Opracowanie technologii laboratoryjnej: NULL
- Egzemplarz próbny (demonstrator laboratoryjny): NULL
- Start produkcji przemysłowej: NULL
- Produkt w masowym użyciu: NULL
- SWOT - Analiza sił i słabości:
- Mocne strony (STRENGHTS):
- :
- Siła: brak kontaktów elektrycznych
- Siła: prasowanie proszków jest technologią tańszą i łatwiejszą od hodowli monokryształów
- Siła: zjawisko przesunięcia maksimów emisji pod wpływem ciśnienia zostało już zaobserwowane i zbadane (nie trzeba wyjaśniać zjawiska tylko je zastosować)
- Siła: widmo emisji w Sm:YAG zależy głównie od ciśnienia i w małej ilości od czasu zaniku luminescencji (w rubinie, który jest także stosowany jako sensor ciśnienia oba te czynniki wpływają jednocześnie na ciśnienie i temperaturę)
- Siła: łatwość domieszkowania nanoproszków pozwala otrzymać inne sensory optyczne, które mogą pracować w innych zakresach temperatur i ciśnień
- Słabe strony (WEAKNESSES):
- :
- Słabość: Zjawisko przesunięcia widm emisji występuje głównie wysokich ciśnieniach (kilkanaście, kilkadziesiąt GPa)
- Słabość: ograniczenia temperaturowe dla spieku wynikające z rozkładu YAGu do YAPu i Al2O3 pod wysokim ciśnieniem i temperaturą (dla 8 GPa temperatura graniczna wynosi 450C)
- Słabość: brak prób eksperymentalnych
- Szanse (OPPORTUNITIES):
- :
- Szansa: możliwość rejestracji jednocześnie ciśnienia i temperatury poprzez pomiar przesunięcia widma emisji i zmianę czasu zaniku luminescencji (dla YAG:Sm widoczna zmiana czasu życia luminescencji występuje powyżej 800C)
- Szansa: możliwość opatentowania produktu
- Szansa: wykazują przewagę nad czujnikami rubinowymi tam gdzie badane próbki posiadają domieszki Cr
- Szansa: łatwość domieszkowania pozwała znaleźć potencjalne inne domieszki dla których efekt przesunięcia emisji funkcji ciśnienia będzie występował dla mniejszych ciśnień
- Zagrożenia (THREATS):
- :
- Zagrożenie: silna konkurencja z monokryształem rubinowym, który obecnie jest stosowany jako standard do kalibracji „anvil cells”
- Zagrożenie: małe zapotrzebowanie na czujniki wysoko ciśnieniowe
- Zagrożenie: efekt jest na tyle subtelny, że do tego celu wymagana jest budowa specjalnej aparatury pomiarowej (dla rubinu taka aparatura jest już produkowana)
- Zagrożenie: brak zasobów ludzkich w laboratorium do wykonania wstępnych badań
|
|---|