Дисертацію присвячено визначенню особливостей отримання ІЧ-прозорої кераміки в системі MgO-Y2O3, а також впливу структурно-морфологічних характеристик нанопорошків на оптичні властивості та функціональні характеристики кераміки. Визначено основні фізико-технологічні параметри синтезу ІЧ-прозорої кераміки в системі MgO-Y2O3. Реалізовано комплексний підхід до синтезу оксиду ітрію, як ІЧ-прозорого матеріалу для вікон технологічних апаратів на всіх етапах маршруту отримання кераміки та умови синтезу нанокомпозитів 50:50 об.% MgO–Y2O3 методом іскрового спікання.В першому розділі описані методи отримання прозорих середовищ для сучасної інфрачервоної (ІЧ) оптики в системі MgO–Y2O3.У другому розділі наведено детальний опис експериментальних методик отримання порошків, виготовлення зразків ІЧ-прозорої кераміки та описано методи їх характеризації.В третьому розділі досліджено активність до спікання нанопорошків Y2O3 як функцію їх структурно-морфологічих характеристик. Визначено, що комерційні порошки Y2O3 утворюють тривимірні агломерати складної ієрархії з розміром до 3-5 мікрон, які формуються з більш тонких первинних частинок розмірами 25-60 нм. Встановлено, що ефективне ущільнення нанопорошків Альфа-нано обумовлено високою дисперсністю порошкової суміші, низьким ступенем агломерації та малим розміром первинних частинок. Досліджено закономірності формування твердих розчинів заміщення Y2O3:La3+. Показано, що повне розчинення гексагонального La2O3 в кубічному Y2O3 відбувається за температур нижче 1500°C за участі проміжних фаз, збагачених лантаном. Фазові перетворення, що супроводжуються збільшенням питомого об’єму, а також гігроскопічність оксиду лантану призводять до розтріскування високолегованої кераміки Y2O3:La3+ при спіканні.В четвертому розділі досліджено особливості мезоструктури порошкових компактів Y2O3, влив домішок, що сприяють спіканню та умови формування кераміки Y2O3. Показано, що попередній відпал компактів Y2O3 доцільно проводити за максимальної температури, при якій не відбувається спікання зі зближенням центрів частинок, а збільшення розміру пор не перевищує ≈30%. Компакти, відпалені за Т=800С, характеризуються оптимальною мезоструктурою з точки зору ефективності ущільнення при подальшому вакуумному спіканні (Т=72% при λ=1100 нм). Показано, що комплексна домішка La3++Zr4+, що сприяє спіканню, ефективно пригнічує рухливість границь зерен та одночасно активує дифузійний транспорт по розгалуженій системі міжзеренних меж за рахунок формування дефектів в катіонній підгратці. Та в результаті оптимізації температурно-часового маршруту вакуумного спікання вствновлено умови синтезу ІЧ-прозорої кераміки Y2O3, з високою прозорістю в видимому та ІЧ-діапазонах (83% при 5 мкм).В п’ятому розділі досліджувалися фізико-хімічні умови формування аморфних прекурсорів та нанопорошків в системі MgO–Y2O3. Застосовуючи метод самопоширюваного гліцин-нітратного синтезу з використанням надлишку гліцину і азотної кислоти, були синтезовані композитні нанопорошки MgO–Y2O3 у співвідношенні 1:1 за об'ємом. Встановлено, що нерівноважні умови синтезу прекурсорів сприяють утворнню продукту коралоподібної геометрії. Визначено термодинамічну стабільність та стійкість прекурсора до фрагментації під час кальцинації. Показано, що за температур вище 800°С волокна розпадються на окремі ізольовані частинки квазісферичної морфології та видаються найбільш придатними для подальшого спікання у рамках керамічної технології.Шостий розділ присвячений дослідженю впливу температури спікання на процеси дифузійного масопереносу та фізичні властивості нанокомпозитної кераміки MgO–Y2O3 та впливу домішки іонів Нo3+ як домішки що сприяє спіканню. Реалізовано умови синтезу нанокомпозитів 50:50 об.% MgO-Y2O3 методом іскрового спікання нанопорошків, які дозволяють отримати оптичну прозорість кераміки у ІЧ-діапазоні довжин хвиль. Показано що лінійне оптичне пропускання композиту Т≈68% при λ=5000 нм може бути реалізовано за умов формування однорідної двофазної структури, просторового обмеження процесів рекристалізації компонентів та збереження розміру зерен на рівні 200-250 нм, за якого внесок розсіювання світла на міжфазних межах є мінімальним. Отримана кераміка MgO–Y2O3 з Нo3+ як домішки що сприяє спіканню. Всі зразки містять включення з розміром в межах 1-15 нм домішкової фази, які локалізовані як на границях зерен, так і на потрійних стиках. Найвища твердість за Віккерсом 10,7 ГПа досягается у зразку, легованому 12 ат.% іонів Ho3+ через наявність включень карбідів гольмію із характерними розмірами до 15 нм. Встановлено, що легування іонами Ho3+ активізує дифузійний масоперенос при отриманні кераміки MgO–Y2O3:Нo3+ (3-12 ат.%) через перерозподіл електронної щільності поблизу легуючих іонів. Це призводить до збільшення коефіцієнту оптичного пропускання кераміки MgO–Y2O3:Нo3+ (3 ат.%) з 68 до 75% у порівнянні з нелегованою.^UThe dissertation is dedicated to determining the features of obtaining IR-transparent ceramics in the MgO-Y2O3 system, as well as the influence of structural-morphological characteristics of nanopowders on the optical and functional properties of ceramics. The main physico-technological parameters of the synthesis of IR-transparent ceramics in the MgO-Y2O3 system are determined. A comprehensive approach to the synthesis of yttrium oxide as an IR-transparent material for windows of technological devices is implemented at all stages of the ceramic production route, as well as the conditions for the synthesis of 50:50 vol.% MgO-Y2O3 nanocomposites by spark plasma sintering.The first chapter describes the main features of methods for obtaining transparent media for modern infrared (IR) optics in the MgO-Y2O3 system.The second chapter provides a detailed description of experimental methods for obtaining powders, manufacturing samples of IR-transparent ceramics and methods of their characterization are described.The third chapter investigates the sintering activity of Y2O3 nanopowders as a function of their structural-morphological characteristics. It is determined that commercial Y2O3 powders form three-dimensional agglomerates of complex hierarchy with sizes up to 3-5 microns, which are formed from finer primary particles with sizes of 25-60 nm. It is established that the effective densification of Alpha-nano powders is due to the high dispersion of the powder mixture, a low degree of agglomeration, and a small size of primary particles. The regularities of the formation of substitution solid solutions Y2O3:La3+ are investigated. It is shown that complete dissolution of hexagonal La2O3 in cubic Y2O3 occurs at temperatures below 1500°C with the participation of intermediate phases enriched with lanthanum. Phase transformations accompanied by an increase in specific volume, as well as the hygroscopicity of lanthanum oxide, lead to the cracking of highly alloyed Y2O3 ceramics:La3+ during sintering.The fourth chapter investigates the features of the mesostructure of Y2O3 powder compacts, the influence of sintering-promoting additives, and the conditions for the formation of Y2O3 ceramics. It is shown that the pre-sintering of Y2O3 compacts is advisable at the maximum temperature at which sintering does not occur with the approach of particle centers, and the increase in the size of pores does not exceed ≈30%. Compacts fired at T=800°C are characterized by an optimal mesostructure in terms of densification efficiency during subsequent vacuum sintering (T=72% at λ=1100 nm). It is shown that a complex doping of La3++Zr4+, promoting sintering, effectively suppresses the mobility of grain boundaries and simultaneously activates the diffusion transport along the branched system of intergranular boundaries by forming defects in the cationic sublattice. Through the optimization of the temperature-time route of vacuum sintering, conditions for the synthesis of IR-transparent Y2O3 ceramics with high transparency in the visible and IR ranges (83% at 5 μm) are established.The fifth chapter investigates the physico-chemical conditions for the formation of amorphous precursors and nanopowders in the MgO-Y2O3 system. Using the method of self-propagating glycine-nitrate synthesis with an excess of glycine and nitric acid, composite MgO-Y2O3 nanopowders in a ratio of 1:1 by volume were synthesized. It is established that non-equilibrium conditions of precursor synthesis contribute to the formation of a product with coral-like geometry. It is shown that at temperatures above 800°C, the fibers break down into individual isolated quasi-spherical particles suitable for further sintering within the ceramic technology framework.The sixth chapter is dedicated to studying the influence of sintering temperature and Ho3+ ion doping on the processes of diffusion mass transfer and physical properties of MgO-Y2O3 nanocomposite ceramics. Conditions for the synthesis of 50:50 vol.% MgO-Y2O3 nanocomposites by spark plasma sintering of nanopowders, allowing the achievement of optical transparency of ceramics in the IR wavelength range, are implemented. It is shown that linear optical transmittance of the composite T≈68% at λ=5000 nm can be realized under the conditions of forming a homogeneous two-phase structure, spatial restriction of recrystallization processes of components, and preservation of grain size at the level of 200-250 nm, where the contribution of light scattering at interphase boundaries is minimal. It is established that doping with Ho3+ ions activates diffusion mass transfer during the formation of MgO-Y2O3:Ho3+ ceramics (3-12 at.%) through the redistribution of electronic density near the doping ions. This leads to an increase in the optical transmittance coefficient of MgO-Y2O3:Ho3+ ceramics (3 at.%) from 68 to 75% compared to the undoped material.