Актуальность и цели. Стеклокерамика (СК) более 50 лет привлекает исследователей своими уникальными физическими свойствами. Основным способом получения прозрачной СК с наноразмерными включениями является термическая обработка исходного оптического стекла, прерванная на определенной стадии. Совместное исследование СК методами рентгенофазового анализа, малоуглового рентгеновского рассеяния и оптической спектроскопии позволяет детально изучить протекающие процессы нуклеации и фазового разделения. Целью данной работы является получение прозрачной магний-алюмосиликатной СК, активированной ионами Ni 2+, и исследование ее физических свойств. Материалы и методы. В качестве основы для получения стеклокерамики использовалось магний-алюмосиликатное стекло, синтезированное из шихты состава 28MgO-10Al 2O 3-8TiO 2x Ga 2O 3-(54x )SiO 2+ y NiO мол.%, где ( x = 0, 3, 5; y = 0,001, 0,01, 0,1). Для создания наноструктурированной стеклокерамики основа была подвергнута последовательному высокотемпературному отжигу в течение 2-5 ч при температурах: 720, 740, 760 и 780 °С. Определение фазового состава образующихся кристаллитов проводилось на дифрактометре РАNаnаlitiсаl Еmрyrеаn. Измерения спектров поглощения осуществлялись на двухлучевом спектрофотометре Реrкin Еlmеr Lаmbdа 950. Для исследования структурных особенностей стеклокерамики методом малоуглового рентгеновского рассеяния использовался дифрактометр Несus S3-МIСRО. Результаты. В работе представлены результаты исследования процессов образования кристаллической фазы в магний-алюмосиликатной СК, активированной ионами Ni 2+, в процессе последовательной высокотемпературной обработки. Установлено, что добавление Ga 2O 3 в стекольную матрицу приводит к подавлению кристаллической фазы алюмотитаната магния и увеличению объема фазы алюмомагниевой шпинели. Показано, что с ростом температуры изохронного отжига возрастает концентрация кристаллической фазы в стекле, при этом радиус инерции неоднородностей увеличивается от 20 до 120 Å. Уменьшение концентрации оксида никеля приводит к увеличению радиуса инерции рассеивающих областей. Полученная СК обладает широким спектром люминесценции с максимумом в области 1300-1400 нм, полуширина контура люминесценции составляет 350 нм. Выводы. Получена прозрачная наноструктурированная СК на основе магний-алюмосиликатной стеклокерамики, активированной ионами Ni 2+. Изучено влияние оксида галлия на кинетику выпадения кристаллической фазы в стекле. Показано, что СК, полученная при контролируемой термообработке исследуемых стекол, обладает широким спектром люминесценции с максимумом в области 1300-1400 нм, совпадающим с окном прозрачности телекоммуникационных волоконных световодов.

Background. Glass-ceramics (GC) has attracted researchers for over 50 years due to its unique physical properties. Thermal treatment of initial glass interrupted at a particular stage is the main way to obtain transparent GC with nanoscale inclusions. Combined XRD, SAXS and optical spectroscopy studies allow to investigate the occurring processes of nucleation and phase separation of GC. The aim of this work is to obtain Ni 2+-doped transparent magnesium aluminosilicate GC and study its physical properties. Materials and methods. Glasses of 28MgO-10Al 2O 3-8TiO 2-xGa 2O 3-(54-x)SiO 2+yNiO mol% systems were used as the host of Ni 2+ (where x=0, 3, 5; y=0.001, 0.01, 0.1.). Nanostructured GC was obtained by sequential high temperature annealing of initial glass at temperatures 720 º C and 740 º C, 760 º C and 780 º C for 2-5 hours. The phase composition of formed crystallites was determined by diffractometer PANanalitical Empyrean. The absorption spectra were carried out by dual-beam spectrophotometer Perkin Elmer Lambda 950. The GC structure was investigated by the small-angle X-ray scattering (SAXS) diffractometer Hecus S3-MICRO. Results. The article presents the results of the study of formation of the crystalline phase in Ni 2+-doped magnesium aluminosilicate GC in the course of sequential high temperature treatment. Addition of Ga 2O 3 in the glass matrix leads to suppression of the magnesium alumotitanate crystalline phases and to the increase of the aluminum-magnesium spinel phase. It is shown that the crystalline phase concentration and radius of gyration of inhomogeneities increase with growth of temperature of isochoric annealing. The radius of gyration of inhomogeneities changes from 20 to 120 Å with temperature growth. Reduction of NiO concentration leads to the increase of the radius of gyration of scattering domains. The luminescence spectra of GC are characterized by width peak centered at 1300-1400 nm. The half-width of the peak is 350 nm. Conclusions. The authors obtained the Ni 2+-doped transparent magnesium aluminosilicate GC. The influence of gallium oxide on the kinetics of crystalline phase deposition was investigated. It is shown that the GC, obtained by controlled crystallization of optical glasses, has a wide range of luminescence centered at 1300-1400 nm that matches with the telecommunication window.