Caracterização de sistemas vítreos baseados no formador B2O3 e P2O5 dopados com CeO2

Abstract

Neste trabalho, foram sintetizados vidros boratos e fosfatos dopados com diferentes concentrações de CeO2 dos sistemas B2O3 – BaO – K2O – CeO2 (BBKC), P2O5 – Na2O – PbO –ZnO – CeO2 (VCKT) e P2O5 – Na2O – CdO –La2O3 – CeO2 (PNCL). A pesquisa das propriedades das transições 4f – 5d dos íons Ce3+ e transferência de carga (CT) dos íons Ce4+ do cério nos vidros são de fundamental interesse pratico devido a que são utilizados numa ampla faixa de aplicações. Utilizando equipamentos disponíveis nos nossos laboratórios obtivemos os resultados das medidas de caracterização feitos com espectroscopia no infravermelho (FTIR), espectroscopia no UV-visível e calorimetria diferencial de varredura (DSC) nas matrizes boratos e fosfatos. Apresentamos alguns resultados das medidas realizadas após a irradiação de alguns vidros boratos e fosfatos com raios X. Os vidros boratos irradiados não apresentaram bandas. Os fosfatos se apresentam com duas bandas largas na região visível. A irradiação com raios x induz modificações na transparência dos vidros e desloca a borda de absorção As composições das matrizes vítreas foram escolhidas tentando ajustar as composições a ter uma transparência dentro da região de medidas do espectrômetro Uv-Vis. (190nm -1100nm) para poder estudar as bandas dos íons de cério. Observamos nos vidros boratos e fosfatos a banda ultravioleta devido às transições 4f – 5d dos íons Ce3+ e de transferência de carga dos íons Ce4+. As medidas térmicas dos vidros fosfatos indicam que a temperatura de transição vítrea sofre modificações com a quantidade de dopante colocada no vidro. A caracterização feita neste trabalho é o inicio de uma serie de futuras pesquisas com aplicações...

In this work, glasses of borate and phosphate were synthesized and doped with different concentrations of CeO2 and denominated B2O3 - BaO - K2O - CeO2 (BBKC), P2O5 - Na2O - PbO - ZnO - CeO2 (VCKT) and P2O5 - Na2O - CdO - La2O3 - CeO2 (PNCL). In these glasses, the transitions 4f - 5d of the Ce3+ ions and charge transference (CT) of the Ce4+ ions are most important properties due a large range of applications. Fourier Transform Infra Red Spectroscopy, UV-VIS Spectroscopy and Differential Scanning Calorimetry - DSC has been used for characterize the material explained above. Some glasses, borate and phosphate, were submitted to X-ray radiation and it was observed that this kind of radiation may induce modification in the glass transparence and in the absorption shift edge. The vitreous matrix composition was chose with the aim to adjust the transparency in the range of UV-VIS (190nm -1100nm) and study the energy band of ion cerium. We observed in the borate and phosphate glass that the UV band is due the 4f - 5d transition of the Ce3+ ion and the charge transference is due to the Ce4+ ion. The thermal measurements of the phosphate glasses show that the vitreous transition temperature present modifications dependent of doping amount. The methodology applied in this work is the onset of future research using this kind of Borate and phosphate glass. Both glasses present a really good transmittance in the UV region that is a special property for study the transitions 4f - 5d and charge transference. Thus, those glasses are powerful candidates for optical applications and to receive rare earth dopant.