Твердые растворы Zn1,92-2хMg0,08Mn2xSiO4 и Zn1,76-2хMg0,24Mn2xSiO4: синтез и спектроскопические свойства презентация

обучения Онуфриева Татьяна Андреевна

Научный руководитель: д.х.н, проф.
Красненко Татьяна Илларионовна

2018 г.

Люминофоры

Безопасность (не токсичны)
Высокая термическая стабильность
Светостойкость
Атмосферостойкость
Высокая химическая стабильность
Радиационная устойчивость

Люминесцентные лампы
Катодно-лучевые трубки
Экраны осцилографических и радиолокационных трубок
Плазменные дисплейные панели

Декоративные
Защитные (например, для коррозионной устойчивости)
Специальные

1.А.Д. Яковлев. Химия и технология лакокрасочных покрытий:Учебное пособие для вузов. -. Л.: Химимя, 1981г. 352 с.
2. Казанкин О.Ф., Марковский Л.Я.Неорганические люминофоры – Л: Химия, 1975 г. 192 с.

Zn2SiO4:Ce

3. Qian Xiea, Peng Zhana, Weipeng Wangb, Zhengcao Lib, Zhengjun Zhangb. Enhanced ultraviolet and visible photoluminescence of ZnO/Zn2SiO4/SiO2/Si multilayer structure// Alloys and Compounds. 2015. Т. 642, С. 131–135.
4. J. El Ghoul, K. Omri, A. Alyamani, C. Barthou, L. El Mir. Synthesis and luminescence of SiO2/Zn2SiO4 and SiO2/Zn2SiO4:Mn composite with sol-gel methods.//Luminescence. 2013. Т.138, С. 218–222.
5.S.G. Tumanov, A.I. Glebycheva and A.S. Bystrikov Preparation of blue willemite pigments of different tone // Steklo i Keramika. 1969. No. 1. P. 35-38.
6.A.I. Glebycheva and A.S. Bystrikov Effect of MnO, FeO, and NiO on coloration change of blue pigments of the willemite series // Steklo i Keramika. 1969. No. 4. P. 33-36.
7.G.N. Maslennikova, A.I. Glebycheva and N.P. Fomina Willemite pigments with NiO additions // Steklo i Keramika. 1974. No. 8. P. 23-25

образована изолированными тетраэдрами– [ZnO4]6- и [SiO4]4-, которые соединены общими атомами кислорода

Красные тетраэдры - ZnO4
Зеленые - SiO4

8. В.С. Горшков, В.Г. Савельев, Н.Ф. Федоров Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений. М: Высшая школа, 1988. 400с.

зарядовом состоянии ионов Mn2+ в нем
протяженности твердых растворов Zn2-2xMg2xSiO4
технологических параметрах получения Zn2-2xM2xSiO4 (M=Mn, Mg)
спектральных свойствах твердых растворов Zn2-2xM2xSiO4 (M=Mn, Mg)

?

на основе ортосиликата цинка со структурой веллемита.

Определить
Кристаллохимиеческие свойства
Спектроскопические характеристики

Zn2-2xM2xSiO4 (M=Mn,Mg)
Zn2-2x-2yMg2xMn2ySiO4

концентрации марганца в твердом растворе.
2 - Зависимость температуры фазового перехода от концентрации марганца в твердом растворе.

Температура фазового перехода

1508°С

1436°С

ат%
3 – x = 18 ат%
4 – x = 5 ат%
5 – x = 20 ат%

Люминесценция Zn2-2хMn2xSiO4

Количество фотонов от x ат%.

Эмиссионный спектрZn2-2хMn2xSiO4

Максимальное значение при х=13 ат%

5 7,5 10 12,5 15 17,5 20

образцец №1 (Zn1.8Mn0.2SiO4 )
образец №2 (Zn1.6Mn0.4SiO4 )

Магнитная восприимчивость (χ) как функция температуры для образцов Zn1.8Mn0.2SiO4 и Zn1.6Mn0.4SiO4;
на вставке полевая зависимость намагниченности при 2К (а);
при температуре 300 К (b).

μMn2+(теор.)=√35 μB
Zn1,8Mn0,2SiO4 μMn=√35,7μB,
Zn1,6Mn0,4SiO4 μMn=√30,1 μB.

N.A. Zaitseva, T.A. Onufrieva, Ju.A. Barykina, T.I. Krasnenko, E.V. Zabolotskaya, R.F. Samigullina Magnetic properties and oxidation states of manganese ions in doped phosphor Zn2SiO4:Mn // Materials Chemistry and Physics. 2018.

Т.А. Онуфриева, Л.Ю. Булдакова, М.Ю. Янченко, Н.А. Зайцева, Т.И. Красненко Кристаллохимическая и вольтамперометрическая характеристика люминофора Zn2-2xMn2xSiO4 // Журнал физической химии. 2018. №7

x = 0,13


3 – x = 0,15
4 – x = 0,18
 

Zn2-2xMn2xSiO4

Zn2-2x-2yMn2xMg2ySiO4

1 – x = 0; y = 0
2 – x = 0,13; y =0,12


3 – x = 0,15; y =0,12
4 – x = 0,2; y = 0,12
 

Mn3+

0,2

1 – y = 0; x = 0,13
2 – x =0,13
3 – x =0,15
4 – x = 0,2
 

Твердый раствор Zn2-2x-2yMn2xMg2ySiO4 (y=0,12)

Твердый раствор Zn2-2x-2yMn2xMg2ySiO4 (y=0,04)

= 0,13
Методами вольтамперометрии и магнитными измерениями определено зарядовое состояние в твердом растворе Zn2-2xMn2xSiO4 (x≤0,13 –Mn2+, x>0,13 –Mn2+,Mn3+)
Методом РФА установлена протяженность твердого раствора Zn2-2xMg2xSiO4
Показано, что допирование Zn2-2xMg2xSiO4 ионами Mn2+ приводит к уменьшению интенсивности люминесценции по сравнению с Zn2-2xMn2xSiO4