Optical and mechanical characterization of sol-gel thin films of ZrO2 stabilized with different Y2O3-doping mol%

Abstract

En este trabajo se ha estudiado la influencia de la adición de diferentes proporciones molares (3-9-12 mol%) de Y2O3 en la preparación de disoluciones sol-gel para la obtención de capas delgadas de circona estabilizada con itria (YSZ), así como en las propiedades ópticas y mecánicas de estos recubrimientos. La caracterización de las capas se ha llevado a cabo mediante técnicas de espectrofotometría, microscopía óptica y XRD. Se ha llegado a la conclusión que el índice de refracción, así como los coeficientes de extinción y absorción óptica varían significativamente en función de las proporciones de Y2O3 empleadas como dopante. Asimismo, es destacable la estabilización de la circona en su fase cúbica y tetragonal con proporciones muy inferiores a las necesarias para lograr la estabilización de dichas fases en materiales masivos.

In this work, the influence of the addition of different molar proportions (3-9-12 mol%) of Y2O3 in the preparation of sol-gel solutions to obtain thin layers of yttria-stabilized zirconia (YSZ) has been studied, as well as as in the optical and mechanical properties of these coatings. The characterization of the layers has been carried out using spectrophotometry, optical microscopy and XRD techniques. It has been concluded that the refractive index, as well as the extinction and optical absorption coefficients, vary significantly depending on the proportions of Y2O3 used as dopant. Likewise, the stabilization of zirconia in its cubic and tetragonal phase is notable with proportions much lower than those necessary to achieve the stabilization of said phases in massive materials.