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Consultar: Programa de Pós-Graduação em Física (Acadêmico)

Título [PT]: Análise do ambiente químico local em rede amorfa e cristalina : o efeito de solicitações mecânicas e térmicas
Autor(es): Robson Ferrari Muniz
Palavras-chave [PT]:

Vitrocerâmicas. Luminescências. Európio. Brasil.

Jurandir Hillmann Rohling [Orientador] - UEM Sandro Marcio Lima - UFMS Franciana Pedrochi - UFMA Antonio Medina Neto - UEM Breno Ferraz de Oliveira - UEM

Resumo: A busca por materiais que possam atuar como matrizes na incorporação de elementos terras raras segue em constante ascensão. Embora as propriedades luminescentes desses íons estejam intimamente ligadas ao ambiente químico local em que são inseridos, estudos estruturais dessas matrizes, bem como suas influências sobre as propriedades ópticas, são raramente consideradas. Neste trabalho de tese empregamos modelos na análise estrutural de redes do tipo amorfa, bem como as respectivas modificações induzidas via ambos processos de tratamento térmico e aplicação de alta pressão. Para isso, uma série de amostras vítreas aluminossilicatos de cálcio foram preparadas na sua forma base (sem dopante) e com 1%, em massa, de óxido de Európio. Determinamos, pela primeira vez, a distribuição média dos ângulos e da força das ligações T-O-T (T= Si ou Al) que formam a rede desses vidros. Os resultados mostraram que ambos aumentam com a substituição de óxido de alumínio por sílica. Com a espectroscopia Raman in situ, verificamos que esses ângulos diminuíram com a pressão e que a taxa de redução no caso da amostra CAS65 foi o dobro da LSCAS e CAS34. Adicionalmente, a conversão do vidro inicial à uma vitro-cerâmica vem se tornando cada vez mais frequente. Esses materiais podem apresentar morfologia mais adequada no sentido de aumentar a eficiência da luminescência dos íons neles inseridos. São sistemas estáveis contra a radiação de comprimento de onda curto e temperaturas elevadas e apresentam condutividade térmica maior do que os materiais utilizados usualmente. Verificamos a potencialidade de métodos alternativos, ao tratamento térmico simples, para produzir vitro-cerâmicas. Em particular, obtivemos matrizes homogeneamente cristalizadas utilizando uma prensa do tipo Belt. Propriedades físicas e químicas, como densidade, dureza e módulo de Young, foram determinadas. Verificamos, por exemplo, aumento na dureza e nas propriedades luminescentes das vitro-cerâmicas. Mediante medidas de luminescência constatamos que eficiência quântica de emissão aumentou de 45 para 60%. Finalmente, comparamos a estrutura das matrizes via parametrização de campo cristalino e constatamos a presença de duas distribuições de sítios nessas matrizes. Abstract: Developing new materials to act as host for rare earth ions is still on the upswing. Even though luminescent properties of these ions are significantly influenced by the local environment in which they are inserted, the structural studies of these matrices and its influence on the optical properties, are rarely considered. This thesis aimed to apply models to study the structural of amorphous networks as well as the modifications induced via both heat treatment processes and high-pressure solicitation. This work describes calcium aluminosilicate glasses undoped and Eu-doped in which 1% of total matrix mass was replaced by Eu2O3. For the first time, the average angles distribution and the restoring force of T-O-T linkages were determined for this glassy system. By using in situ Raman spectroscopy, we have found that inter-tetrahedral angles decrease with pressure and the reduction rate for CAS65 was doubled compared to LSCAS and CAS34 samples. Furthermore, the transformation of the pristine glass into glass-ceramic is becoming increasingly common. Such materials may present more suitable morphology, which can increase the luminescence efficiency of the ions inserted therein. These systems are stable against short wavelength irradiation and high temperatures. They have a much higher thermal conductivity than the materials used up to now. We have checked for alternative methods, over the simple heat treatment, to produce glass-ceramics from these pristine glasses. Specifically, we have obtained homogeneously crystallized matrices using a press-type Belt. Physical and chemical properties as density, hardness and Young's modulus were determined. We have found, for instance, an increase in hardness and the luminescent properties in the glass-ceramics host, especially the emission quantum efficiency, which increased from 45 to 60 % after the simultaneous high pressure and temperature process. We have compared the structure of the hosts by using crystal field parameterization, according to the fluorescence line-narrowing model.

Idioma: Português Data de Publicação: 2016 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof. Dr. Jurandir Hillmann Rohling Instituição: Universidade Estadual de Maringá. Centro de Ciências Exatas. Departamento de Física Nível: Tese (doutorado em Física) UEM: Programa de Pós-Graduação em Física

Responsavel: edson
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: Thesis-Mission.pdf
Tamanho: 11117 Kb (11383339 bytes)
Criado: 24-03-2017 12:25
Atualizado: 24-03-2017 12:35
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