Низькотемпературний синтез, структура та люмінесцентні характеристики складних фосфатів Ca10-x-yMexEuy(PO4)6F2 та Y1-x-yGdxEuyPO4, (Me=Pb2+, Mg2+)
Визначення умов формування в процесі низькотемпературного синтезу мікро- та нанорозмірних фосфорів на основі фторапатиту кальцію та рідкісноземельних фосфатів для контрольованого впливу на їх фазовий склад, морфологію та спектральні характеристики.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 25.08.2015 |
| Размер файла | 55,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
11. Бабаевская Н.В. Структура и оптические свойства Ca10-xMex(PO4)6F2:RE3+ / Н.В. Бабаевская, Ю.Н. Саввин, А.В. Толмачев // XII Национальная конференция по росту кристаллов, 23-27 октября 2006: тезисы докладов. - Россия, Москва. - С. 506.
12. Luminescent properties of the mixed rare-earth phosphates Y1-x-yGdxEuyPO4 prepared from aqueous solutions / N.V. Babayevskaya, Yn.N. Savin, S.S. Oleynik, O.N. Bezkrovnaya // International Conference "Crystal materials ICCM 2007", 17-20 September 2007: book of abstracts. - Ukraine, Kharkov, 2005. - P.120.
13. Низкотемпературный синтез и характеризация нанокристаллов фосфатов лантаноидов / А.С. Крыжановская, Н.В. Бабаевская, Ю.Н. Саввин, А.В. Толмачев // II Международная конференция "Наноразмерные системы: строение-свойства-технологии НАНСИС 2007", 21-23 ноября 2007: тезисы докладов, Украина, Киев, 2007. - С. 545.
14. Синтез, морфология и люминесцентные свойства нанокристаллов Ca10(PO4)6F2:Eu3+ и GdPO4:Eu3+ / А.С. Крыжановская, Н.В. Бабаевская, Ю.Н. Саввин, А.В. Толмачев // Наноструктурные материалы - 2008. Беларусь - Россия - Украина, 22-25 апреля 2008: тезисы докладов, Беларусь, Минск, 2008. - С. 56.
15. Formation and study of luminescence ceramics based on polycrystalline calcium fluorapatite doped with europium / N.V. Babayevskaya, A.S. Kryzhanovskaya, Yu.N. Savin, A.V. Tolmachev, P.V. Mateychenko, T.G. Deineka, Z.I. Kolupaeva // E-MRS, 15-19 September 2008: book of abstracts. - Poland, Warsaw, 2008. - P. 217.
16. Morphology and optical properties of GdPO4:Eu3+ obtained by low-temperature synthesis / N.V. Babayevskaya, A.S. Kryzhanovskaya, Yu.N. Savvin, A.V. Tolmachev // SPIE NanoScience + Engineering, 10-14 August 2008: book of abstracts. - USA, California, San Diego, 2008. - P.40.
17. Комбинированный синтез из водных растворов и характеризация сложных нанофосфатов / Н.В. Бабаевская, А.С. Крыжановская, Ю.Н. Саввин, Толмачев А.В. // "Физико-химические основы формирования и модификации микро - и наноструктур ФММН-2008" 8-10 октября 2008: сборник трудов. - Украина, Харьков, 2008. - С. 101.
АНОТАЦІЯ
Бабаєвська Н.В. Низькотемпературний синтез, структура та люмінесцентні характеристики складних фосфатів Ca10-x-yMexEuy(PO4)6F2 та Y1-x-yGdxEuyPO4, (Me=Pb2+, Mg2+) - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.01. - матеріалознавство. - Інститут монокристалів НАН України, Харків, 2009.
Робота присвячена отриманню низькотемпературними методами з водних розчинів та вивченню властивостей полікристалічних фосфатів і нанокристалів на основі твердих розчинів двох типів: фторапатиту кальцію, активованого іонами Eu3+ та рідкісноземельних ортофосфатів Y1-x-yGdxEuyPO4. Проаналізовано вплив активатора, модифікатора, температури та водневого показника на фазовий склад, морфологію та люмінесцентні характеристики фосфорів.
Методами рентгенофазового аналізу визначено умови утворення монофазного фторапатиту кальцію, активованого іонами Eu3+, Sm3+, Tb3+, Ce3+, твердих розчинів заміщення Ca10-x-yMexEuy(PO4)6F2 (Me=Pb2+, Mg2+) та твердих розчинів Y1-x-yGdxLnyPO4. Встановлено концентраційні межі існування монофазних систем Ca10-yEuy(PO4)6F2, Ca10-x-yMexEuy(PO4)6F2 та межа морфотропного переходу ксенотиму-монацит у рідкісноземельних ортофосфатах. Введення в оптично неактивну матрицю YPO4 пари соактиватору Gd3+ та активатору Eu3+ у концентраційних діапазонах (0?Gd?1 та 0<Eu?0,02) дозволило отримати ефективні фосфори помаранчово-червоного і червоного світіння з високим квантовим виходом (?50 %) люмінесценції.
Низькотемпературними методами з водних розчинів з використанням стабілізатору ПАК (поліакрилова кислота) та мікроемульсій отримано нанокристали фосфатів у вигляді нанониток та нанопластинок різного розміру. Вивчено вплив морфології нанокристалів на ефективність люмінесценції активуючої домішки Eu3+.
Ключові слова: фосфори, фторапатит, рідкі землі, тверді розчини, структура, морфологія, люмінесценція, нанокристал.
АННОТАЦИЯ
Бабаевская Н.В. Низкотемпературный синтез, структура и люминесцентные характеристики сложных фосфатов Ca10-x-yMexEuy(PO4)6F2 и Y1-x-yGdxEuyPO4, (Me=Pb2+, Mg2+) - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.02.01. - материаловедение. - Институт монокристаллов НАН Украины, Харьков, 2009.
Работа посвящена получению низкотемпературными методами из водных растворов и изучению свойств поликристаллических фосфоров и нанокристаллов оранжево-красного и красного свечения на основе твердых растворов Ca10-y(PO4)6F2 и Y1-x-yGdxEuyPO4. Проанализировано влияние активатора, модификатора, температуры и pH на фазовый состав и структурные параметры, морфологию, и люминесцентные характеристики фосфоров.
Методами РФА определены оптимальные условия (pH=4,7 и T=70 oC) формирования монофазного фторапатита кальция, активированного ионами Eu3+, Sm3+, Tb3+, Ce3+, в системе Ca(NO3)2 - KH2PO4 - KF - Ln(NO3)3 - H2O. Установлены концентрационные пределы существования монофазных систем Ca10-yEuy(PO4)6F2, при y?0,4. Выше этой концентрации наряду с фазой ФАП образуется фосфат европия.
Из порошков Ca9,6Eu0,4(PO4)6F2 получена люминесцентная керамика. Обнаружено, что в керамике ФАП:Eu3+, спеченной при 600ч1200oC, плотность достигает максимального значения 85 % и пористость минимального значения ? 7 % при Тспек.=1100 oC. Максимальный выход люминесценции керамики ФАП:Eu3+ происходит в области концентрации Eu3+ в пределах 3-4 ат. %. при оптимальной температуре спекания 1100oC.
Установлены концентрационные пределы хPb=0,05ч9,9 и xMg=0,1ч0,75 существования твердых растворов замещения Ca10-x-0,1MexEu0,1(PO4)6F2, (Me=Pb2+,Mg2+). Установлено, что в фосфоре Ca9,9Eu0,1(PO4)6F2 максимальный выход люминесценции (цотн?80 %) обусловлен образованием дырочного центра европия Eu3+ Ca2+ (II) (F2)- в позиции Ca(II). С увеличением xPb и xMg выход люминесценции европия падает, в связи с преимущественным образованием активаторных центров 2Eu3+ 3Ме 2+ (I) VCa2+ в позициях Ca(I) с локальной симметрией C3.
Низкотемпературными методами осаждения при pH=4,7 и Т=21 oC получены твердые растворы состава Y1-x-yGdxEuyPO4. Методам РФА показано, что при x?0,45 фосфаты имеют решетку ксенотима, принадлежащей YPO4. Выше этого значения фосфаты кристаллизуются в структуру монацита. Введение в оптически неактивную матрицу YPO4 пары соактиватора Gd и активатора Eu в широких концентрационных диапазонах (0?Gd?1 и 0<Eu?0,02) позволило получить эффективные фосфоры с регулируемым спектральным составом и квантовым выходом цотн.=50 %.
При получении нанокристаллов Ca10-yEuy(PO4)6F2 и GdxEuyPO4 изучены начальные этапы формирования фосфатов из водных растворов. Образование нанокристаллов ФАП:Eu3+ происходит на поверхности нанокристаллов флюорита. Избежать образование труднорастворимой фазы CaF2 можно через промежуточную стадию образования фазы брушита.
Образование кристаллических редкоземельных ортофосфатов происходит через образование аморфной фазы состава Gd1-xEuxPO4. Использование стабилизатора ПАК (полиакриловая кислота) и микроэмульсий с последующей УЗ обработкой позволило получить изолированные нанофосфаты различной формы и размеров: от нанонитей до нанопластин. В оптимизированных условиях синтеза (pH=4,5, T=60 °C, W=17, ф=13 мин.) нанокристаллы Gd0,98Eu0,02PO4 образуются в виде пластин 60Ч70 нм 2 с узким распределением по размеру. В нанокристаллах Gd0,98Eu0,02PO4 показано влияние морфологии частиц на эффективность люминесценции европия. В нанокристаллах ФАП:Eu3+ квантовый выход люминесценции в 4,5-5 раз меньше по сравнению с объемным аналогом. Морфология нанокристаллов редкоземельных ортофосфатов не оказывает существенного влияния на квантовый выход люминесценции и находится в пределах цотн.=30 %.
Ключевые слова: фосфоры, фторапатит, редкие земли, твердые растворы, структура, морфология, люминесценция, нанокристалл.
SUMMARY
Babayevskaya N.V. Low-temperature synthesis, structure and luminescent characteristics of complex phosphates Ca10-x-yMexEuy(PO4)6F2 and Y1-x-yGdxEuyPO4, (Me=Pb2+, Mg2+) - Manuscript.
The thesis for Candidate degree of Technical Science on specialty 05.02.01. - Materials Science. - Institute for Single Crystals of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kharkiv, 2009.
Thesis is devoted to obtaining by low-temperature synthesis and study properties of complex micro- and nanophosphates (fluorapatite Ca10-xMex(PO4)6F2 and Y1-x-GdxPO4) doped with Ln (Ln=Eu3+, Sm3+, Ce3+, Tb3+). The effect of activator, modificator and growth conditions (temperature, pH) on the phase composition, morphology and luminescence are studied.
With XRD analysis the synthesis conditions of single phase polycrystalline fluorapatite doped with Ln3+ and Y1-x-yGdxLnyPO4 were established. The limits of existence of single Ca10-yEuy(PO4)6F2 and Ca10-x-yMexEuy(PO4)6F2 (Me=Pb2+ and Mg2+) were found. In set of LnPO4 the border of morphotropic conversion from xenotime structure to monazite crystal lattice REE phosphates were found. Incorporation of activator Gd3+ and coactivator Eu3+ in concentration range 0?Gd?1 and 0<Eu?0.02 in optical inert matrix YPO4 allows to obtain effective phosphors with controlled spectral composition and high quantum yield.
By low-temperature synthesis with stabilizer PAA (polyacrilic asid) and microemulsion, nanowires and nanoplates of different size of phosphates studied were formed. The influence of morphology on Eu3+ luminescence is studied.
Key words: phosphors, fluorapatite, rare earth, solid solutions, structure, morphology, luminescence, nanocrystal.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Фізичні властивості літію. Сполуки літію з воднем і киснем. Переробка фосфатів літію. Одержання хлориду літію. Матеріальний баланс процесу електролізу хлориду літію. Розрахунок добової та годинної програми, балансу витрат енергії на електролізі.
дипломная работа [114,9 K], добавлен 29.06.2012Швидкість реакції синтезу аміаку. Вплив тиску, температури та концентрації аміаку на протікання реакції. Оптимальне співвідношення реагентів. Розрахунок кількості теплоти при синтезі аміаку. Обчислення константи та продуктивності колони реакції синтезу.
контрольная работа [50,5 K], добавлен 05.04.2011Побудова математичних моделей об'єктів керування. Вибір пристроїв незмінної та змінної частин. Вирішення задачі аналізу чи синтезу. Принцип роботи змішувальної установки основі одноконтурних систем регулювання. Синтез автоматичної системи регулювання.
курсовая работа [301,9 K], добавлен 22.02.2011Механізм росту покриття на стадії мікроплазменних розрядів. Основні моделі росту покриття. Осадження частинок з приелектродного шару. Синтез оксидокерамічних покриттів, фазовий склад. Головна перевага методу електродугового оксидування покриттів.
лекция [139,5 K], добавлен 29.03.2011Розрахунок механічної характеристики робочої машини. Визначення режиму роботи електродвигуна. Вибір апаратури керування і захисту, комплектних пристроїв. Визначення часу нагрівання електродвигуна. Визначення потужності і вибір типу електродвигуна.
контрольная работа [43,8 K], добавлен 17.03.2015Основи енергозберігаючих технологій заморожування і низькотемпературного зберігання плодоовочевої сировини. Математичне моделювання технологічних процесів заморожування з застосуванням теоретично визначених теплофізичних характеристик плодів і овочів.
автореферат [2,0 M], добавлен 23.03.2013Технологічна схема установки, оцінка подібних апаратів в промисловості. Вибір конструкційних матеріалів. Технологічний розрахунок: матеріальний та тепловий баланс, параметри підконтактного теплообмінника. Конструктивний розрахунок колони синтезу аміаку.
курсовая работа [262,6 K], добавлен 10.12.2010Визначення мети, предмету та методів дослідження. Опис методики обладнання та проведення експериментів. Сплав ZrCrNi як основний об’єкт дослідження. Можливості застосування та вплив водневої обробки на розрядні характеристики і структуру сплаву ZrCrNi.
контрольная работа [48,7 K], добавлен 10.07.2010Опис роботи функціональної та кінематичної схеми установки. Розрахунок і побудова механічної характеристики робочої машини, електродвигуна та його механічної характеристики. Визначення потужності, споживаної електродвигуном. Вибір пристрою керування.
курсовая работа [270,8 K], добавлен 18.07.2011Кінематичні схеми і характеристики механізмів пересування корзини коксонаправляючої; проектування важільного механізму: визначення сил, діючих на його ланки, реакцій в кінематичних парах та врівноважуючого моменту. Синтез зубчатої передачі редуктора.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 03.07.2011
