Тема: ФАЗООБРАЗОВАНИЕ И ФОРМИРОВАНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ПРИ ЗОЛЬ-ГЕЛЬ СИНТЕЗЕ МОНО АЛЮМИНАТА КАЛЬЦИЯ И ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ЕГО ОСНОВЕ

Среди алюминатов щелочноземельных элементов наибольший диапазон применения имеет алюминат кальция. Его используют во вторичной металлургии, в строительной, стекольной и керамической отраслях промышленности. Кроме того, благодаря способности образовывать с ионами редкоземельных элементов высокоэффективные полифункциональные генераторы излучения - люминофоры, алюминат кальция используется в светотехнике и оптоэлектронике. Полученные люминесцентные вещества сочетают благоприятные оптические, механические, экологические и физико-химические характеристики. Классическим и самым распространенным, на сегодняшний день, методом получения алюмината кальция является твердофазный синтез. Он заключается в высокотемпературном прокаливании механически перемешанной смеси оксидов, гидроксидов или карбонатов металлов. Данный метод характеризуется простотой эксперимента, однако, из-за отсутствия возможности получения однофазного продукта и высоких энергетических затрат синтезировать алюминат кальция твердофазной технологией нерентабельно. Решение трудностей связанных с энергетическими затратами и присутствием посторонних фаз предоставляет золь-гель технология. Использование которой, позволяет достичь высокой степени гомогенизации исходных компонентов, связано с отсутствием экологически опасных процессов, высокой чистотой конечных и промежуточных продуктов на всех стадиях синтеза, возможностью варьировать условия протекания процесса.
В большей степени структура и фазовый состав вещества определяется методикой и условиями проведения синтеза, исходными компонентами и их концентрацией . Качество люминесцентных материалов напрямую зависит от фазового состава образца. Использование в качестве органических агентов предельных многофункциональных кислот обусловлено их способностью к образованию монолитного однородного геля с высокой степенью контактов компонентов, что приводит к уменьшению доли примесных фаз.
Актуальность работы заключается в исследовании золь-гель процесса формирования алюмината кальция, как матричного материала, и алюмината кальция, содержащего ионы европия, как люминесцентного материала.
Цель работы: получение алюмината кальция и люминофоров на его основе с использованием золь-гель технологии, определение влияния параметров процесса на фазовый состав, кристаллическую структуру, свойства продуктов синтеза.
Для реализации поставленной цели необходимо последующее решение следующих задач:
- получить алюминат кальция и люминесцентные материалы на его основе по золь - гель технологии, используя различные органические компоненты;
- определить основные стадии формирования алюмината кальция, используя методы термического и ИК-спектроскопического анализов;
- исследовать фазо- и структурообразование при термической обработке прекурсоров методом рентгенофазового анализа;
- определить влияние параметров синтеза на состояние поверхности
полученных образцов;
- изучить влияние параметров синтеза на люминесцентные свойства алюмината кальция, активированного ионами европия(П) и (III).

Купить

1. Получили моноалюминат кальция и люминофоры на его основе с использованием золь - гель технологии состава Сa1.хЕuхAl2О4 (х = 0,01 - 0,125).
2. Определили основные стадии формирования алюмината кальция, полученного с использованием в качестве органических компонентов лимонной, яблочной и винной кислот, методами термического, ИК-спектроскопического и рентгенофазового анализов, включающие удаление летучих компонентов (до 250°С), разложение органических комплексов с одновременным окислением (при 300 - 450°С; 450 - 520°С), образование кристаллического карбоната кальция, аморфного оксида алюминия и формирование кристаллического продукта алюмината кальция при использовании винной кислоты при 910°С; лимонной кислоты - при 900°С; яблочной - при 860°С.
3. Исследовали фазо- и структурообразование при термической обработке прекурсоров методом рентгенофазового анализа, при температуре 900°С происходит образование алюминатов состава СаА12О4 и СаА14О7, формирование ромбического и гексагонального алюминатов кальция наблюдается при 1000°с при использовании лимонной и винной кислот, в случае применения яблочной кислоты формируется моноклинный алюминат кальция.
4. Установили, что люминофоры состава Са0,95Еи0,05А12О4, синтезированные с использованием лимонной, яблочной и винной кислот, при различных способах получения прекурсора, в качестве основной фазы содержат моноклинных моноалюминат кальция. Однофазным является только образец, полученный с использованием лимонной кислоты, прекурсор которого высушен в ротационном испарителе.
5. Полученные соединения проявляют фотолюминесцентные свойства при возбуждении излучением с длиной волны 254 и 370 нм. Максимумы излучения соответствуют длине волны 421 нм и 612 нм, что свидетельствует о наличии центров свечения Eu(II) и Eu(III). Максимальной интенсивностью излучения обладает образец, полученный с использованием лимонной кислоты, прекурсор которого высушен в ротационном испарителе, состава Ca0,95Eu0,05Al2O4.
Купить