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Document Type: Tese
Title: Estudo da luminescência persistente em cerâmicas translúcidas de CaAl2O4:Eu2+,RE3+ sinterizadas a laser
Authors: Souza, Natalilian Roberta da Silva
Issue Date: 23-Feb-2018
Advisor: Silva, Ronaldo Santos da
Resumo : Materiais que apresentam luminescência persistente têm atraído muita atenção devido ao seu grande potencial em aplicações práticas, como por exemplo, sinais de tráfego, sinais de emergência, roupas de segurança, pigmentos cerâmicos luminescentes, e recentemente aplicações biológicas. A mais de duas décadas o aluminato de cálcio (CaAl2O4 - CA) dopado com Eu2+ e co-dopado com diferentes íons tem sido estudado por apresentar uma luminescência persistente superior a 10h. Para isso, diversos métodos de síntese e sinterização vêm sendo aplicados. Neste trabalho foram produzidas cerâmicas de CA dopadas com Eu em diferentes concentrações e co-dopadas com terras raras. Os pós foram produzidos pelo método dos precursores poliméricos e as cerâmicas sinterizadas por um novo método que utiliza um laser de CO2 como principal fonte de aquecimento. Para a produção e caracterização das amostras, foram utilizadas as técnicas de Análise térmica diferencial, Termogravimetria, Difratometria de raios X, Espectroscopia Raman, Microscopia eletrônica de varredura, Fotoluminescência, Transmitância óptica e Absorção de raios X. As cerâmicas sinterizadas a laser apresentaram boa homogeneidade entre o centro e a borda, baixa porosidade e transmitância de 45 a 70% na faixe de 400 a 900 nm. Por meio dos resultados de espectroscopia Ramam e difração de raios X foi confirmada a presença de fase cristalina única, indexada como monoclínica grupo espacial P121, a qual é indispensável para se obter luminescência persistente no sistema estudado. Por meio dos espectros de fotoluminescência foi observado que todas as amostras apresentaram emissão em 440 nm característica da transição 4f65d1-4f7 do Eu na matriz estudada. As análises de fotoluminescência a baixa temperatura sugerem a ocupação do Eu2+ em apenas dois dos três sítios possíveis, este fato pode estar relacionado ao processo de sinterização a laser ser extremamente rápido. Por meio dos espectros de XANES foi confirmado a presença de ambos o Eu2+ e o Eu3+ em todas as amostras e que a quantidade de Eu3+ é superior. No entanto, as cerâmicas apresentaram uma boa luminescência persistente, com emissão visível a olho nu por várias horas, sendo a amostra dopada com Nd a que apresentou maior persistência.
Abstract: Materials that present persistent luminescence have attracted a lot of attention due to their great potential in practical applications such as traffic signs, emergency signs, safety clothes, luminescent ceramics pigments and recently biological applications. More than two decades the calcium alumina (CaAl2O4 - CA) doped with Eu2 + and co-dopado with different ions has been studied for presenting a persistent luminescence greater than 10h. For this, several methods of synthesis and sintering have been applied. In this work were produced CA ceramics doped with me in different concentrations and co-dopadas with rare earths. The powders were produced by the method of polymeric precursors and ceramics sintered by a new method that uses a CO2 laser as the main source of heating. For the production and characterization of the samples, differential thermal analysis techniques, thermogravimetry, X-ray Difratometria, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy, photoluminescence, optical transmittance and X-ray absorption were used. The laser sintered ceramics showed good homogeneity between the center and the edege, low porosity and transmittance from 45 to 70% in the range 400 to 900 nm. Through the results of Ramam spectroscopy and X-ray diffraction, the presence of a single crystalline phase was confirmed, indexed as a monoclinic P121 space group, which is indispensable to obtain persistent luminescence in the studied system. Through the photoluminescence spectrum it was observed that all samples presented emission at 440 nm characteristic of the transition 4f65d1-4f7 of the Eu in the studied matrix. The low temperature photoluminescence analyses suggest the occupation of Eu2 + in only two of the three possible sites, this fact may be related to the laser sintering process to be extremely fast. Through the spectrum of XANES was confirmed the presence of both the Eu2 + and the Eu3 + in all samples and that the amount of Eu3 + is higher. However, the ceramics presented a good persistent luminescence, with visible emission to the naked eye for several hours, being the sample doped with Nd that showed greater persistence.
Keywords: Física
Luminescência
Terras raras
Cerâmica
Transparência
Subject CNPQ: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
Sponsorship: Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq
Language: por
Institution: UFS
Program Affiliation: Pós-Graduação em Física
Citation: SOUZA, Natalilian Roberta da Silva. Estudo da luminescência persistente em cerâmicas translúcidas de CaAl2O4:Eu2+,RE3+ sinterizadas a laser. Tese (Doutorado em Física)-Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, SE, 2018.
URI: http://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/9244
Appears in Collections:Doutorado em Física

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