cac phuong phap che tao vat lieu huynh quang

Nguyên liệu chủ yếu đươc dùng trong các thiết bị phát sáng là bột huỳnh quang... Khoa học không ngừng nghiên cứu tìm ra những phương pháp chế tạo vật liệu huỳnh quang với những ưu điểm m

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC

Sinh viên thực hiện:

Đỗ Thị Mai Loan

Tô Phương Nhung

Lê Thị La

Lý Thị Vui

THÁI NGUYÊN - 2011

MỞ ĐẦU

Nguồn sáng của gian phòng thường được cung cấp bởi sự phối hợp của ánh sáng tự nhiên và ánh sáng nhân tạo, tức là hệ thống đèn các loại

Nguyên liệu chủ yếu đươc dùng trong các thiết bị phát sáng là bột huỳnh quang Khoa học không ngừng nghiên cứu tìm ra những phương pháp chế tạo vật liệu huỳnh quang với những ưu điểm mới nhằm khắc phục những nhược điểm của phương pháp cũ, phương pháp cổ truyền Được sử dụng nhiều trong các linh kiện huỳnh

quang, vật liệu phát quang là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất phát quang của linh kiện, nó cũng quyết định màu sắc ánh sáng phát ra

ỨNG DỤNG

Đèn huỳnh quang

TIỂU LUẬN CHUYÊN ĐỀ :

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO BỘT HUỲNH QUANG

BỐ CỤC

Mở đầu

Chương 1: Vật liệu huỳnh quang

Chương 2: Các phương pháp chế tạo bột huỳnh quang Kết luận

Chương 1: Vật liệu huỳnh quang

1 Giới thiệu về vật liệu huỳnh quang

- Là một trong những thành phần quan trọng nhất, sử dụng trong các thiết bị huỳnh quang, quyết định đến chất lượng của thiết bị

- Mỗi loại vật liệu huỳnh quang có những yêu cầu chung và yêu cầu

•Vật liệu huỳnh quang có phổ phát xạ dải rộng

-Vật liệu huỳnh quang là sự kết hợp của một số vùng bức xạ

- Phổ bức xạ trải đều ít nhất trong ba vùng đỏ, xanh lục, xanh lam

2 Cơ chế phát quang của vật liệu

-Vật liệu huỳnh quang khi bị kích thích có khả năng phát quang

đính các nguyên tử pha tạp trong nút mạng

•Chất pha tạp( tâm kích hoạt)

- Là những nguyên tử hay ion có cấu hình điện tử với một số lớp chỉ lấp đầy một phần như các ion kim loại chuyển tiếp có lớp d chưa

bị lấp đầy, các ion đất hiếm có lớp f chưa bị lấp đầy đóng vai trò là các tâm phát quang

- Chúng nhạy quang học

Các vật liệu khi bị kích thích, các photon bị vật liệu hấp thụ Sự hấp thụ có thể xảy ra tại tâm phát quang hoặc tại chất nền

Có nhiều loại cơ chế chuyển mức phát xạ:

Phát xạ do chuyển mức tái hợp điện tử lỗ trống

Phát xạ do chuyển mức vùng- vùng

Phát xạ do chuyển mức giữa các exiton

Cơ chế phát quang của vật liệu phụ thuộc vào cấu hình điện tử của các nguyên tố pha tạp đóng vai trò là tâm phát xạ

Chương 2: Các phương pháp chế tạo bột huỳnh quang

1 Phương pháp gốm cổ truyền

Sơ đồ phương pháp chế tạo gốm cổ truyền

•Ưu điểm :

Đơn giản, dễ thực hiện , chi phí thấp phù hợp với nhiều phòng thí nghiệm

•Nhược điểm:

-Sản phẩm thu được có độ đồng nhất không cao

- Dải phân bố kích thước hạt rộng

- kích thước hạt lớn và tiêu tốn nhiều năng lượng

- Cuối cùng tiến hành nhiệt phân sản phẩm rắn đồng kết tủa đó.

Chế tạo bằng phương pháp này chúng ta cần đảm bảo hai điều kiện:

• Phải bảo đảm đúng quá trình đồng kết tủa, nghĩa là kết tủa đồng thời các kim loại đó

• Phải đảm bảo trong precursor tức là hỗn hợp pha rắn chứa các ion kim loại theo đúng tỷ lệ như trong sản phẩm mong muốn

•Ưu điểm

- Chế tạo được vật liệu có kích thước cỡ nanomet

- Phản ứng có thể tiến hành trong điều kiện nhiệt độ phòng thí nghiệm, do đó tiết kiệm năng lượng, giảm thiểu quá trình mất mát

do bay hơi, ít ô nhiễm môi trường

- Sản phẩm thu được có tính đồng nhất cao, bề mặt riêng lớn, độ tinh khiết hóa học cao

- Lượng mẫu thu được trong mỗi lần chế tạo khá nhiều

- Trong phương pháp đồng kết tủa, các chất muốn khuếch tán sang nhau chỉ cần vượt qua quãng đường từ 10 đến 50 lần kích thước ở mạng cơ sở, nghĩa là nhỏ hơn rất nhiều so với phương pháp gốm cổ truyền

•Nhược điểm

- Phản ứng tạo kết tủa phụ thuộc vào tích số tan, khả năng tạo phức giữa ion kim loại và ion tạo kết tủa, lực ion độ pH của dung dịch…

- Tính đồng nhất hóa học của oxit phức hợp tùy thuộc vào tính đồng nhất của kết tủa từ dung dịch

- Việc chọn điều kiện để các ion kim loại cùng kết tủa là một công việc tất khó khăn và phức tạp

-Quá trình rửa kéo theo một cách chọn lọc một cấu tử nào đấy làm cho sản phẩm thu được có thành phần khác với thành phần của dung dịch ban đầu

n liệu

Khí khử

Máy pháy siêu

Buồng aeroso

l (1)

Lò nhiệt (2)

Sản phẩm (3)

3 Phương pháp phun nhiệt phân ( pp aerosol)

• Ưu điểm

Đây là phương pháp rất ưu việt để chế tạo vật liệu huỳnh quang nói chung, thường được sử dụng trong công nghiệp với quy trình liên tục giữa nguyên liệu đầu vào và sản phẩm đầu ra Các hạt bột tạo thành từ các hạt sol lơ lửng nên có dạng hình cầu hoàn chỉnh, không bị ảnh hưởng bởi quá trình kết đám khi nung ở nhiệt độ cao…

Phương pháp Sol-gel có thể đi theo các con đường khác nhau như thủy phân các muối, thủy phân các alkoxide hay bằng con đường tạo phức Sol-gel là quá trình phức tạp và có rất nhiều biến thể khác nhau phụ thuộc vào các loại vật liệu và các mục đích chế tạo cụ thể.

Về cơ chế hoá học: Quá trình Sol – gel hình thành với 2 dạng

phản ứng chính là phản ứng thủy phân và phản ứng ngưng tụ bao gồm phản ứng ngưng tụ rượu và phản ứng ngưng tụ nước

M(OR)X + nH2O = (RO )x-n- M-(OH)n + nROH

OH

MOR + MOH = M -O-M + ROH

Hoá ester

M(OR)X + xH2O = M(OH)x + x ROH

Thủy phân

- Chế tạo được những vật liệu có độ tinh khiết cao.

- Phù hợp với yêu cầu chế tạo các loại vật liệu bột có kích thước micro

và nano

•Nhược điểm

- Hóa chất ban đầu thường nhạy cảm với hơi ẩm

- Khó điều khiển quá trình phản ứng, khó tạo sự lặp lại các điều kiện của quy trình

- Xảy ra quá trình kết đám và tăng kích thước hạt ở nhiệt

độ cao trong quá trình ủ nhiệt

-Ưu nhược diểm của từng phương pháp

Cả 4 phương pháp trên đều áp dụng được trong phòng thí

nghiệm Cho đến nay cả bốn phương pháp đã được áp dụng dưới dạng bán công nghiệp( dạng sản xuất vừa và nhỏ)

Trong phòng thí nghiệm thì phương pháp Sol-gel là phương pháp được nhiều người dùng hơn cả