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Tipo do documento: Dissertação
Título: Propriedades estruturais, ópticas e espectroscópicas de vidros Cálcio Boroaluminato dopados com Eu3+/Eu2+
Título(s) alternativo(s): Structural, optical and spectroscopic properties of Calcium-Boroaluminate glasses doped with Eu3+/Eu2+
Autor: GOMES, Bernardo Rurik Aparecido 
Primeiro orientador: BARBOZA, Marcio José
Primeiro coorientador: STEIMACHER, Alysson
Primeiro membro da banca: BARBOZA, Marcio José
Segundo membro da banca: PEDROCHI, Franciana
Terceiro membro da banca: MUNIZ, Robson Ferrari
Resumo: Este trabalho descreve um estudo sobre vidros Cálcio Boroaluminato dopados com o íon terra- rara európio utilizando carbono no preparo das amostras para a redução parcial de Eu3+ em Eu2+, visando entender como a coexistência dessas duas valências altera as propriedades estruturais, ópticas e espectroscópicas desse material. As amostras com a composição de 23CaO-50B2O3-15Al2O3-10CaF2-2Eu2O3 com concentrações de 2,75; 5 e 7,5% de carbono em massa, foram preparadas pelo método melt-quenching em fornos de atmosfera a ar. Os resultados de Difração de Raios-X confirmaram a natureza amorfa dos vidros estudados. Os resultados de Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier mostraram que a rede vítrea é formada por estruturas BO3 e BO4, e que a adição de carbono não alterou o número de oxigênios não-ligados. Os valores de densidade volumétrica, volume molar, índice de refração e polarizabilidade eletrônica não apresentaram mudanças significativas, indicando que a adição de carbono não modificou a estrutura dos vidros. O espectro de absorção apresentou cinco bandas características do íon Eu3+ e uma banda larga atribuída ao íon Eu2+ para as amostras preparadas com carbono, indicando a presença dessas duas valências nesses vidros. Os espectros de excitação mostraram um máximo de intensidade em 398 nm para o Eu3+ e uma banda em 250-400 nm para o Eu2+. Os espectros de luminescência, obtidos ao excitar as amostras em 307, 314, 323, 346, 380 e 395 nm, mostraram que as coordenadas x e y do diagrama de cromaticidade CIE se deslocaram para região do vermelho à medida que se aumentou o comprimento de onda de excitação. A intensidade de emissão referente ao európio bivalente, obtida ao excitar as amostras em 405 nm, aumentou com a adição de carbono (até 7,5%). As coordenadas de cromaticidade CIE foram calculadas para avaliar a emissão de luz branca em função do aumento da concentração de Eu2+. O valor de CRI para a amostra preparada com 5% de carbono foi de 81, superior a valores encontrados na literatura para LED branco RGB e lâmpadas incandescentes de neodímio. Todos os resultados indicam que esses vidros apresentam potencial para aplicações em diodos emissores de luz branca.
Abstract: This work describes the synthesis and characterization of europium rare-earth doped calcium boroaluminate (CaBAl) glasses with carbon varying to control the ratio of Eu2+ and Eu3+ during the melting process, aiming to understand how the coexistence of these valences changes the structural, optical and spectroscopic properties of this material. The samples with composition of 23CaO - 50B2O3 - 15Al2O3 - 10CaF2 - 2Eu2O3 and carbon concentration added from 2,75; 5 and 7,5 wt%, have been prepared by using melt-quenching method in air atmosphere. The X-ray diffraction results confirmed the amorphous nature of the glasses studied. The Fourier Transform Infrared Spectroscopy results showed that the glass is formed by BO3 and BO4 structures, and that the addition of carbon did not change the number of non- bridging oxygen. The volumetric density, molar volume, refractive index and electronic polarizability values have not changed, indicating that the addition of carbon did not modify the structure of the glasses. Absorption spectra exhibited five Eu3+ characteristic bands and one band attributed to Eu2+ for the samples with carbon, indicating the coexistence of these two valences in the glass. The excitation spectra showed a maximum intensity at 398 nm for Eu3+ and a band at 250-400 nm for Eu2+. The luminescence spectra, obtained under excitation at 307, 314, 323, 346, 380 and 395 nm, showed that the x and y coordinates of the CIE chromaticity diagram red-shifted as the excitation wavelength increased. The intensity of bivalent europium emission spectra, upon 405 nm excitation, increased with carbon content. CIE chromaticity coordinates were calculated to evaluate the white light emission as a function of increase Eu2+ concentration. The CRI value for the sample synthesized with 5% carbon was 81, higher than values found in the literature for RGB white LEDs and neodymium incandescent lamps. All results indicate that these glasses have potential for applications in White Light Emitting Diodes.
Palavras-chave: Vidros CaBAl;
Eu2+;
Eu3+;
Carbono;
Luz branca;
Luminescência
CaBAl glasses;
Eu2+;
Eu3+;
Carbon;
White light;
Luminescence
Área(s) do CNPq: Prop.Óticas e Espectrosc.da Mat.Condens;Outras Inter.da Mat.Com Rad.e Part.
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: COORDENACAO DO CURSO DE LICENCIATURAS EM CIENCIAS HUMANAS IMPERATRIZ/CCSST
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DOS MATERIAIS/CCSST
Citação: GOMES, Bernardo Rurik Aparecido. Propriedades estruturais, ópticas e espectroscópicas de vidros Cálcio Boroaluminato dopados com Eu3+/Eu2+. 2018. 95 f. Dissertação( Programa de Pós-graduação em Ciência dos Materiais/CCSST) - Universidade Federal do Maranhão, Imperatriz, 2018.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/tede/5544
Data de defesa: 18-Dez-2018
Aparece nas coleções:DISSERTAÇÃO DE MESTRADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA DOS MATERIAIS/CCSST

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