Fakultätsbericht 2016-2017

Abb. 2. YAG Kristallisation aus einem Silicatglas zur Lichtkonversion. Foto: T. Kittel. Herkömmliche Materialien für Hochleistungsla- ser sind Ytterbium-dotierte Phosphat- oder Fluoro- phosphatgläser oder aber Ytterbium dotierte Cal- ciumfluorid Einkristalle. Es ist vorgesehen, Laser- materialien für einen an der Friedrich-Schiller- Universität im Aufbau befindlichen PW Laser zur Verfügung zu stellen. Hierzu soll die Pulsdichte weiter erhöht werden und daher die thermome- chanische Widerstandskraft des optischen Ver- stärkermaterials weiter gesteigert werden. Es sollen aber nicht die o.g. herkömmlichen Materi- alien in ihren mechanischen Eigenschaften ver- bessert, sondern Aluminosilicatgläser, die be- kanntermaßen gute thermomechanische Eigen- schaften aufweisen, in ihren optischen Eigenschaf- ten verbessert werden. Hierzu werden niedrig dehnende Alumosilicatgläser verschiedenster Zusammensetzungen hergestellt und entsprechen- de Zusammensetzungs-Eigenschaftskorrelationen aufgestellt. Ein wesentlicher Teil der Arbeiten ist auf die Untersuchung der Fluoreszenzlebensdau- er bzw. ihrer Anhängigkeit von der Zusammen- setzung und den Herstellungsparametern fokus- siert. Die Zerstörschwellen sind mittlerweile bes- FORSCHUNG — 83 Neue fluoreszierende Gläser und neue Lasergläser für Hochenergie Anwendungen ser als die konventioneller Lasermaterialien. Wei- tere Arbeiten werden auf dem Gebiet von Ce 3+ (Lichtkonversion) und Sm 3+ oder Eu 3+ dotierten Gläsern durchgeführt. [3] Assadi, A. A., Herrmann, H., Damak, K., Rüssel, C., Maalej, R. (2017): Spec- troscopic Properties of Yb2+ in Aluminosilicate Glass, Int. J. Appl. Glass Sci. 8, 322-328.DOI: 10.1111/ijag.12269. [4] Krey, J., Herrmann, A., Hein, J., Rüssel, C. (2016): The Effect of Fluoride Additions on the Yb3+ Luminescence of an Alumosilicate Glass in the Sys- temLi2O/MgO/La2O3/Al2O3/SiO2, Opt. Mater. Exp. 6, 2662-2670. DOI:10.1364/OME.6.002662J. Neue Gläser und Glaskeramiken mit besonderen mechanischen Eigenschaften Gegenwärtig fokussieren sich diese Arbeiten auf Gläser mit hohem E-Modul, wie sie beispielswei- se zur Herstellung von Polymermatrixkomposi- ten gebraucht werden. Hierbei werden Gläser im CaO/MgO-Alumosilicatsystem betrachtet, wobei auch die Zerfaserung der Gläser Forschungsge- genstand ist. Weiterhin werden entmischende Gläser betrachtet, bei denen sich eine hochdeh- nende Tröpfchenphase in eine niedriger dehnen- den Matrixphase bildet. Die beim Abkühlen auf- tretenden thermischen Spannungen führen schließlich zu einer erheblichen Zunahme der Festigkeit. Glaskeramiken im System MgO/Al 2 O 3 /Si O2 / ZrO 2 haben mittlerweile die Grenze von 2 GPa Festigkeit überschritten. Es wurde auch gezeigt, dass die Kristallisation niedrigdehnender Phase an der Oberfläche eines Glases zu Druckspann- ungen an der Oberfläche und zu einer erheblichen Festigkeitszunahme führt. Abb. 3. An einem Schmelzofen in der Schmelzhalle des Instituts. Foto: Jan-Peter Kasper. [5] Seidel, S., Dittmer, M., Wisniewski, W., Höland, W., Rüssel, C. (2017): Effect of the ZrO 2 Concentration on the Crystallization Behaviour and the Mechanical Properties of High Strength MgO-Al 2 O 3 -SiO 2 Glass-Ceramics, J. Mater. Sci. 52, 1955-1968. DOI 10.1007/s10853-016-0484-5. [6] Häßler, J., Rüssel, C. (2017): Effect of Microstructure of a Phase Separated Sodium-Borosilicate Glass on Mechanical Properties, Ce- ram. Int. 43, 11403-11409 . DOI 10.1016/j.ceramint.2017.05.349.