Effect of sodium and cerium co-doping on microstructure and luminescent properties of hydroxyapatite ceramics

Journal of Alloys and Compounds. 2025. Vol. 1037. Article 181865.

Petrakova N., Demina A., Zobkova Y., Pechenkova N., Lysenkov A., Pavlov I., Chumakov R., Fedorov S., Egorov A., Sergey A. Kozyukhin, Chizhevskaya S., Zhukov A., Fomina A., Filatova D., Barinov S., Komlev V.

Порошки гидроксиапатита с солегированием Ca2+, Na+ и Ce3+ были получены методом водного осаждения.
Солегирование рассматривалось как метод компенсации заряда в катионной подрешетке структуры ГА посредством реакции 2Ca2+ → Ce3+ + Me+ для поддержания стабильности фазового состава, улучшения оптических и микроструктурных свойств керамики ГА. Содержание легирующих добавок варьировалось от 0,25 до 1,0 мол.%
относительно атомов кальция в ГА. Керамику получали традиционным спеканием в воздушной атмосфере и горячим прессованием в мягких восстановительных условиях для отслеживания окисления Ce в матрице ГА. Фазовый и химический состав полученной керамики исследовали с помощью порошковой рентгеновской дифракции (РФА), инфракрасной Фурье-спектроскопии (ИКФС), рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС), просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) и атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (АЭС-ИСП). Микроструктура и микротвердость были оценены для определения влияния легирующей примеси на формирование керамики. Спектры люминесценции были зарегистрированы для оценки содержания ионов церия в состоянии Ce3+ и выявления влияния легирующей примеси на структурные особенности ГА.

Ключевые слова: легирование, ceramics, микроструктура, керамика, luminescence, люминесценция, hydroxyapatite, cerium, doping, Microstructures, церий, гидроксиапатит, Sodium, Heterovalent substitution, Натрий, Гетеровалентное замещение