بررسی خواص نورتابی و ریز ساختاری شیشه سرامیک اکسی فلورایدی آلاییده به Cr2O3 با افزودن آلاینده CeO2

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

2در این پژوهش روش ساخت و ویژگی های نوری میزبان های شیشه و شیشه سرامیک اکسی فلورایدی آلاییده شده به Cr2O3 با ترکیب  SiO2-Na2O-CaO-CaF2 مورد بررسی و اثر جایگزینی 0.7% وزنی اکسید کروم با اکسید سریم بر این خواص این میزبان ها بررسی شده است. نمونه های شیشه ای با روش ذوب و ریخته گری تهیه شده و براساس منحنی گرمانگاشت حرارتی DTA به شیشه سرامیک شفاف تبدیل شده است. الگو پراش ایکس نشان داد که در دمای تبلور۶۸۰ درجه سانتی گراد نانو بلورهای Ca4Si2O7F2  با میانگین اندازه ۶۰ نانومتر در شیشه سرامیک شفاف الأییده شده به کروم و نانوبلورهای Ca2SiO4  با میانگین اندازه ۷۰ نانومتر در نمونه شیشه سرامیک شفاف آلاییده شده به سریم-کروم متبلور شده و تصویر میکروسکوپ الکترونی SEM نیز ریزساختار نانومتری شیشه -سرام به نشان داد. بررسی طیف نورتابی و جذب فرابنفش - مرئی نمونه ها به خوبی نشان داد که جایگزینی 0.7% وزنی اکسید سریم با اکسید کروم موجب افزایش جذب و افزایش شدت گسیل تابشی در شیشه سرامیک های آلاییده شده با کروم می شود. هم چنین مقایسه طیف های نورتابی و جذب فرابنفش - مرئی نمونه های شیشه با شیشه سرامیک نشان داد که شدت گسیل تابشی درنمونه شیشه سرامیکی نسبت به نمونه شیشه ای بیش تر شده که نشان دهنده انتقال انرژی از نانوبلورها به یون های آلاینده و کاهش انتقالات غیر تابشی یون های الاینده با تبلور نانو بلورها در زمینه شیشه است.

کلیدواژه‌ها


[1]        Richardson K, Krol D, Hirao K, Glass for photonic application, J. Applied Glass Science. 1, 2010, 74 -86.

[2]        Goncalves M.C, Santos L.F, Almeida R.M, Rare-earth-doped transparent glass ceramics, C. R. Chimie, 5, 2002, 845-854.

[3]        Pablos-Martin A, Duran A, Pascual M.J, Nanocrystallisation in oxyfluoride systems: mechanisms of crystallisation and photonic properties, J. International Materials Reviews. 175, 2011, 1-22.

[4]        Shakeri M, Rezvani M, Optical band gap and spectroscopic study of lithium alumino silicate glass containing Y3+ ions, J. Spectrochimica Acta Part A. 79, 2011, 1920-1925.

[5]        Sakamoto A, Sato F, Yamamoto Sh, Structural relaxation and optical properties in transparent nanocrystalline β-quartz glass-ceramic, J. Non-Crystille Solids, 352. 2006, 514-518.

[6]        Rani S, Sanghi S, Agarwal A, Seth V.P, Study of optical band gap and FTIR spectroscopy of Li2O.Bi2O3.P2O5 glasses,J. Spectrochimica Acta Part A. 74, 2009, 673-677.

[7]        Lahoz F, Up-conversion mechanisms in RE dope glass to improve the efficiently of silicon solar cell, J. solar energy. 95, 2011, 1671-1677.

[8]  Ebendorff-Heidepriem. H, Spectroscopic and laser properties of Ce3+-Cr3+-Nd3+ co-doped fluoride phosphate and phosphate glasses. J. Non-Crystalline Solid. 171, 1994, 94-104.

 

[9]   Wang W , Tang J , Teng (Victor) Hsu. S , Wang. J, Patrick Sullivan. B, Energy transfer and enriched emission spectrum in Cr and Ce co-doped Y3Al5O 12 yellow phosphors, Chemical Physics Letters. 457, 2008, 103–105

 

[10]   Rubem O, Monte do K, Hotza D, Greil P, Crystallisation Kinetics of a β -Spodumene-Based Glass Ceramic, J. Advances in Material Science and Engineering, 23, 2012, 8.

]11[ صمدبین ا، علیزاده پ، پورصالحی ر، بررسی خواص اپتیکی شیشه و شیشه سرامیک نانوساختار آلاییده با Cr2O3،  مجله علم و مهندسی سرامیک، 4،1392،19-22.

 

]12 [بروجردیان پ، میره­ای ا، پسندیده م، سنتز و مطالعه تغییرات شکاف انرژی با روش اپتیکی در نانوذرات نیمه­رسانای سولفید سرب، مجله مواد پیشرفته و پوشش­های نوین، 6، 1392، 403-409.

 

[13] Khani V, Alizadeh P, Processing and Characterization of Nanocrystalline Mica Glass-Ceramics. J. Ultra Fine Grained and Nanostructure Materials. 1, 2012, 53-56.

 

[14] Upender G, Vardhani C.P, Suresh S, Awasthi A, Chandra Mouli V, Structure, physical and thermal properties of WO3 -GeO2 -TeO2 glasses. J. Materials Chemistry and Physics. 121, 2010, 335-341.

[15]      Costa V.C, Lameiras F.S, Pinheiro M.V.B, Sousa D.F, Nunes L.A.O, Laser spectroscopy and electron paramagnetic resonance of Cr3+ doped silicate glasses. J. Non-Crystalline Solids. 273, 2000, 209-214.

 

[16]      Li Y, Zhou S, Lin H, Hou X, Li W, Intense 1064 nm emission by the efficient energy transfer from Ce3+ to Nd3+ in Ce/Nd co-doped YAG transparent ceramics. J. Optical Material. 32, 2010, 1223-1226.

 

[17]      Chaliha R.S, Annapurn K.A., Tarafder A, Tiwari V, Gupta P, Karmaka B, Structure, dielectric and optical properties of transparent Nd3+: KNbO3 nanocrystalline glass-ceramics. J. Optical Material. 32, 2010, 1202-1209.

 

[18]      Reisfeld R, Potential Uses of Chromium (III)-doped Transparent Glass Ceramics in Tunable Lasers and Luminescent Solar Concentrators. J. Material Science. 71 , 1985, 375-382.

 

[19]      Fan X, Qioa X, Zhao D, Luo Q, Zhang X, Nanocrystallization and photoluminescence of Ce/Dy/Eu-doped fluorosilicate glass ceramics. J. Alloys and Compounds 511, 2012, 232– 236.