intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE

NGHIÊN CỨU SỰ PHÁT QUANG CỦA ION CR3+ TRONG VẬT LIỆU NỀN SPINEL NHÂN TẠO

Chia sẻ: Nguyen Phuong Anh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

95
lượt xem
6
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong bài báo này, tác giả đưa ra một số kết quả nhiễu xạ tia X và phổ phát quang của ion 3+ Cr trong vật liệu spinel ( MgAl2O4, ZnAl2O4). Từ các kết quả thu được, tác giả kết luận về ảnh +3 hưởng của Cr lên phổ phát quang của các vật liệu này.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: NGHIÊN CỨU SỰ PHÁT QUANG CỦA ION CR3+ TRONG VẬT LIỆU NỀN SPINEL NHÂN TẠO

  1. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 NGHIÊN CỨU SỰ PHÁT QUANG CỦA ION CR3+ TRONG VẬT LIỆU NỀN SPINEL NHÂN TẠO RESEARCH LUMINESCENT SPECTRA OF ION CR3+ IN THE MATERAL ARTIFICIAL SPINEL SVTH: Huỳnh Thị Ánh Nguyệt Lớp 06SVL, Khoa Vật Lý, Trường Đại học Sư phạm GVHD: ThS. Lê Văn Thanh Sơn Khoa Vật Lý, Trường Đại học Sư phạm TÓM TẮT Trong bài báo này, tác giả đưa ra một số kết quả nhiễu xạ tia X và phổ phát quang của ion 3+ Cr trong vật liệu spinel ( MgAl2O4, ZnAl2O4). Từ các kết quả thu được, tác giả kết luận về ảnh +3 hưởng của Cr lên phổ phát quang của các vật liệu này. ABSTRACT In this paper, the author presents some result on X-Ray diffraction and luminescent spectra 3+ of ion Cr in the material MgAl2O4 và ZnAl2O4. By the obtained results, the author presents some 3+ conclusions on inffuence of ion Cr to luminescent spectra of these material. 1. Đặt vấn đề So với nguồn đá quý trên thế giới thì tài nguyên đá quý ở Việt Nam cũng không kém phần đa dạng và phong phú bao gồm nhiều loại như: Ruby, kim cương, saphia…Và Spinel cũng là một loại đá qu ý, nó có màu trắng tinh khiết nhưng tạp chất cho nó một loạt màu sắc khác nhau. Tuy nhiên Spinel tự nhiên tùy thuộc vào cấu trúc địa chất của từng vùng nên trong nhiều năm qua đã có nhiều tác giả nghiên cứu về cách chế tạo đá quý Spinel bằng phương pháp gốm và khảo sát phổ phát quang của nó khi pha tạp các ion kích hoạt. Những bài viết của họ đã thu hút nhiều độc giả. Qua tìm hiểu tôi nhận thấy hầu hết các màu sắc của Spinel được dùng làm đồ trang sức nhưng có giá trị và phổ biến nhất là màu đỏ Ruby. Với những viên Spinel có màu quan sát được là đỏ hay hồng thì các ion kích hoạt chủ yếu là Cr3+. Với khá nhiều ứng dụng của Spinel trong lĩnh vực phát quang và thẫm mỹ đã thôi thúc tôi tìm hiểu việc chế tạo đá quý Spinel. Và với những điều kiện hiên có t ại phòng thí nghiệm Vật lý trường ĐHSP Đà Nẵng tôi quyết định chọn đề tài nghiên cứu là: “Nghiên cứu sự phát quang của ion Cr3+ trong vật liệu nền Spinel nhân tạo”. 2. Thực nghiệm 2.1. Chế tạo mẫu Các mẫu vật liệu được chế tạo bằng phương pháp gốm. Vật liệu nền MgAl2O4: Khối lượng các chất (MgCO3)4.Mg(OH)2.5H2O, Al2O3 được lấy theo tỷ lệ thích hợp, pha tạp thêm Cr3+( lấy từ Cr(NO3)3 )với các thành phần phần trăm 0,25%, 0,5%, 1% 543
  2. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 Vật liệu nền ZnAl2O4: Khối lượng Zn(NO3).6H2O], Al2O3 được lấy theo tỷ lệ thích hợp, pha tạp thêm Cr3+ [lấy từ Cr(NO3)3] . Các hỗn hợp được nghiền trong 3 giờ và nung trong lò nhiệt độ cao ở 13000C trong 6 giờ. Các mẫu được làm sạch sau đó đo nhiễu xạ tia X trên máy SIEMENS D5005 để khảo sát vật liệu nền và tiến hành đo phổ phát quang của nhóm vật liệu này trên hệ đo huỳnh quang FL3 của trường ĐH Khoa Học tự nhiên Hà Nội . 2.2. Kết quả và thảo luận 2.2.1. Kết quả a. Kết quả nhiễu xạ tia X VNU-HN-SIEMENS D5005 - M M au 2D M -Al2O - 1300C-5h gO 3 5000 d =2.4356 4000 3000 Lin (Cps) d =1.4275 d =2.0191 d =1.5540 d =2.5526 d =2.8572 2000 d =2.0868 d =1.6021 d=4.669 d =3.484 d =1.7407 d =2.3816 d =1.3744 d =1.4054 d =1.6481 1000 d =2.3309 d =1.5117 d =1.3648 0 10 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale File: Bang-DC-M 2D M Al2O gO 3-1300C-5h.ra - T w ype: 2T h locked - Sta 10.000 ° - End: 7 h/T rt: 0.00 ° - Step 0.03 ° - Step tim 1.0 s - T p.: 25.0 °C (Roo ) - Anod Cu - Creation: 03 0 : 0 e: em m e: /01/10 10:47:05 05-0672 (D) - Spinel, syn - M Al2O g 4/M ·Al2O3 - Y: 16.20 % - d x by: 1.000 - WL: 1.54 gO 056 46-1212 (*) - Corund , syn - Al2O - Y: 6.35 % - d x by: 1 um 3 .000 - WL 1.54 : 056 Hình 1. Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu MgOAl2O3-1300- 6h VNU-HN-SIEMENS D5005 - M M ZnO-Al2O3 - 1300C-6h au 7F 6000 d =2.4405 5000 d =2.8624 4000 Lin (Cps) 3000 d =1.4304 d =1.5570 2000 d =1.6515 d =2.0871 d =2.5538 d =1.6024 d =1.8566 d =3.487 d =2.0231 d =1.3745 d =2.3820 d =1.7407 d =1.4054 d=4.671 d =2.7037 1000 d =1.5123 0 11 20 30 40 50 60 70 2-Theta - Scale F Bang-DC-M Z ile: 7F nOAl2O3-1%M n,0,2%Ce,0,2%Li-1300C-6h.raw - T ype: 2T h locked - Start: 10.000 ° - End: 70.000 ° - Step: 0.030 ° - Step tim 1.0 s - T p.: 25.0 °C (Room - Anode: Cu - Creation: 03/01/10 10:25:46 h/T e: em ) 46-1212 (*) - Corundum syn - Al2O3 - Y: 3.43 % - d x by: 1.000 - WL: 1.54056 , 05-0669 (*) - Gahnite, syn - ZnAl2O4/ZnO·Al2O3 - Y: 18.64 % - d x by: 1.000 - WL: 1.54056 Hình 2. Phổ nhiễu xạ tia X của mẫu ZnOAl2O3-1300-6h Sau khi tiến hành đo phổ nhiễu xạ tia X, tác giả nhận thấy đối với mẫu MgOAl2O3 nung ở 13000C trong 6 giờ (Hình 1) thì thành phần chủ yếu là MgOAl2O3 , còn đối với mẫu ZnOAl2O3 cũng nung ở 13000C trong 6 giờ( Hình 2) thì thành phần chủ yếu là ZnOAl2O3. So sánh với kết quả thu được của các tác giả trước, tác giả nhận thấy cần nung các mẫu 544
  3. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 trên với nhiệt độ 13000C trong 6 giờ thì mẫu tương đối sạch, cho kết quả tốt. b. Kết quả phổ phát quang Hình 3. Phổ phát quang của MgAl2O4: Cr+3 0,25 % Hình 4. Phổ phát quang của MgAl2O4: Cr3+ 0,5% Hình 5. Phổ phát quang của MgAl2O4: Cr 3+ 1 % Hình 6. Phổ phát quang của MgAl2O4: Cr3+ khi thay Hình 7. Phổ phát quang của ZnAl2O4: Cr3+ đổi nồng độ 2.2.2. Nhận xét Qua phổ phát quang của MgAl2O4: Cr3+ và ZnAl2O4: Cr3+, tác giả rút ra một số nhận xét: 1. Phổ phát quang của MgAl2O4: Cr3+ với các nồng độ khác nhau có dạng giống 545
  4. Tuyển tập Báo cáo Hội nghị Sinh viên Nghiên cứu Khoa học lần thứ 7 Đại học Đà Nẵng năm 2010 nhau(Hình 3,4,5) nhưng khi tăng nồng độ Cr3+ thì cường độ phổ phát quang cũng tăng theo( Hình 6). 2. Nhóm MgAl2O4: Cr3+ phát quang cực đại ở các bước sóng : 665nm, 674nm, 687nm, 693nm, 696nm, 706nm, 716nm,… và ZnAl2O4:Cr3+ cũng phát quang ở những bước sóng tương tự, cả hai có cùng cực đại chính ở 687nm.Tuy nhiên ZnAl2O4:Cr3+ phát quang ở nhiều đỉnh hơn dẫn đến có dạng phổ khác với mạng nền MgAl2O4: Cr3+ 3. Kết luận Trong quá trình nghiên cứu đề tài cùng với việc so sánh các kết quả của các tác giả trước, tôi rút ra một số kết luận sau: 1. Chế tạo khá thành công mẫu MgAl2O4 và ZnAl2O4 bằng phương pháp gốm. 2. Cường độ phổ phát quang phụ thuộc vào nồng độ của ion Cr3+ trong cùng một mạng chủ. 3. Khi Cr3+ pha vào trong các mạng nền khác nhau thì phổ phát quang khác nhau( điều này cần nghiên cứu sâu hơn). TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Huỳnh Huệ(1981), Quang Học, Nhà xuất bản giáo dục. [2] Vũ Xuân Quang - Trần Chót (2001), Đá quý thế giới và đá quý Việt Nam, Viện khoa học vật liệu Hà Nội. [3] Michel D. Lumb. Cademic Press, Luminescene Spectroscopy, England. [4] G.Blasse.B.C.Grabmaies, Luminescent Materials, New York. [5] Radiation induced luminescence in magnesium aluminate spinel crystals and ceramics. [6] Some physiccal prooerties of ZnAl2O4: Cr3+ (Co2+) powders prepared by hydrothermal method. [7] Các tài liệu trên mạng Internet: Các trang Wed: - http://www.ldiewellery.com - http://en.wikipedia.org/wiki/spinel - http://daquythiennhien.com 546
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2