عنوان

مطالعه و ارزیابی ویژگی های شیشه های فسفاتی سیستم P2O5-ZnO-Na2O به عنوان فیلتر نور

شماره

پ۲۴۷۲۷

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

per

عنوان اصلي

مطالعه و ارزیابی ویژگی های شیشه های فسفاتی سیستم P2O5-ZnO-Na2O به عنوان فیلتر نور

نام نخستين پديدآور

سمن یوسف پور سرخابی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

مهندسی مکانیک

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۰

نام خاص و کميت اثر

۱۰۸ص.

مواد همراه اثر

سی دی

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

کارشناسی ارشد

نظم درجات

مکانیک مهندسی مواد سرامیک

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۰/۰۳/۱۹

متن يادداشت

در حال حاضر شیشه¬های فسفاتی به دلیل خواص فیزیکی منحصر به فرد خود از جمله دمای ذوب و نرم شوندگی پایین بسیار مورد توجه هستند و در تقویت کننده¬ها، فیلترها، لیزرها، فیبرهای نوری با اتلاف کم و ... کاربرد دارند. یکی از نقاط ضعف این شیشه¬ها پایین بودن مقاومت شیمیایی آن¬ها است که حضور ZnO باعث بهبود آن می¬شود. از کاربردهای مهم این شیشه¬ها می¬توان به عنوان جاذب تشعشعات UV و عبوردهنده نور مرئی اشاره کرد. در پژوهش حاضر پس از بررسی و انتخاب ترکیب مناسب در سیستم ZnO-Na2O -P2O5، تاثیر افزودنی¬های مختلف از جمله Fe2O3 (1، 5/1، 2، 5/2 و 3 درصد مولی)، CuO (1، 2، 3، 4 و 5 درصد مولی)، MnO2 (1، 2، 3، 4 و 5 درصد مولی) و CdO (1، 2، 3 و 4 درصد مولی) به صورت منفرد مطالعه شد. مخلوط مواد اولیه در بوته¬های آلومینایی در محدوده دمایی C° 1150- 1120 به مدت 1 ساعت تحت عملیات حرارتی ذوب قرار گرفتند. برای اطمینان از عدم تبلور، از شیشه¬ها الگوی پراش اشعه ایکس XRD گرفته شد. ترکیب پایه شیشه فسفاتی با 35 درصد مولی P2O5، 40 درصد مولی ZnO و 25 درصد مولی Na2O در محدوده 290 تا nm 900، 60 درصد عبور از خود نشان داد. در طیف FTIR باندهای جذبی در محدوده عدد موج cm-1 531-538 به ارتعاشات گروه¬های (PO4)3- ارتباط داده شد. باندهای جذبی دیگر در محدوده فرکانس cm-1 735-780 مربوط به ارتعاشات کششی متقارن پیوند P-O-P و در محدوده‌‌ cm-1 899-906 نشان دهنده ارتعاشات کششی نامتقارن P-O-P است.Fe2O3 ، CuOو MnO2که به صورت منفرد اضافه شدند، در مقادیر مختلف نقش شبکه¬ساز و دگرگون¬ساز را در شبکه شیشه ایفا کردند. با افزایش Fe2O3تا 3 درصد مولی، لبه جذب شیشه¬ها از 290 تا nm440 افزایش پیدا کرد و میزان عبور نور مرئی تا میزان 8% کاهش یافت. با افزودن 2 درصد مولی CuOانرژی تراز فرمی بهeV 94/4 افزایش یافت ولی افزایش CuO به 5% باعث کاهش انرژی تراز فرمی بهeV 59/4 شد. 5 درصد مولی MnO2 موجب انتقال لبه جذب از 290 تا nm 360 شد و انرژی باند ممنوعه مستقیم را از 26/4 تا eV 75/2 کاهش داد. CdOدر نقش شبکه ساز موجب افزایش نظم ساختاری و کاهش انرژی اورباخ از 63/0 تا eV 15/0 شد و تاثیر چندانی در میزان عبور نور مرئی نداشت. سختی شیشه¬های آلاییده شده با 2 درصد Fe2O3، 5 درصد CuO، 2 درصد MnO2 و 4 درصد CdO بیشترین مقادیر و به ترتیب برابر 402، 389، 365 و MPa429 است

متن يادداشت

Phosphate glasses have received a large attention due to their unique physical properties, such as high thermal expansion coefficient, low melting and softening point, low dispersion, etc. The above-mentioned advantages make them suitable materials for producing filters, optical amplifiers, lasers, low-loss optical fibers, etc. The poor chemical durability of phosphate glasses is one of the main disadvantages of using this type of glasses, which can be enhanced by adding ZnO. Exposing to ultraviolet radiation for a long period, can damage the body's immune system. In this case, ultraviolet filters hinder such damages, block ultraviolet radiation and just allow passing visible light.In present study, after selecting composition of the base glass in the in the P2O5-ZnO-Na2O system, the effects of various dopants including Fe2O3 (1,1/5,2,2/5 and 3% mole), Cuo (1,2,3,4, and 5 %mole), MnO2 (1,2,3,4 and 5 %mole) and CdO (1,2,3 and 4 %mole) investigated individually.The mixture of raw materials inside the alumina crucibles was melted at 1120-1150 °C for one hour. XRD patterns were taken from the glasses to confirms the amorphous nature of the samples.The basic composition of phosphate glass with 35 %mol P2O5, 40 %mol ZnO and 25 %mol Na2O showed 60% transmittance in the range of 290 to 900 nm. According to the FTIR spectrum, the absorption bands at the wave number 531-538 cm-1 are related to the vibrations of (PO4) 3- groups. Other absorption bands in the frequency range of 780-735-7 cm are related to the symmetric tensile vibrations of the P-O-P bond and in the range of 899-906 cm-1 represents the asymmetric tensile vibrations of the P-O-P.Fe2O3, CuO and Mno2, which were added individually in different amounts played the role of glass former and glass modifier. By increasing Fe2O3 to 3% molar, the absorption edge of the glasses increased from 290 to 440 nm and the amount of visible light transmission decreased by 8%. By adding 2 %mol CuO, Fermi energy was increased to 4.94 eV and 5 %mol CuO reduced Fermi energy to 4.59 eV. 5 %mol MnO2 shifted the absorption edge from 290 to 360 nm and reduced the direct forbidden bandgap from 4.26 to 2.75 eV. CdO in the role of glass former increased structural order and decreased the Urbach energy from 0.63 to 0.15 eV and had little effect on the amount of visible light transmission. The hardness of glass contaminated with 2% Fe2O3, 5% CuO, 2% MnO2 and 4% CdO is the highest and is equal to 402, 389, 365 and 429 MPa, respectively

عنوان گونه گون

: investigation and evaluation of P2O5-ZnO-Na2O phosphate glasses system as optical filter

عنصر شناسه اي

‏یوسف پور سرخابی،

ساير عناصر نام

‏‏ سمن

کد نقش

تهيه کننده

عنصر شناسه اي

‏رضوانی،

عنصر شناسه اي

‏میلانی،

عنصر شناسه اي

‏ کیان وش،

ساير عناصر نام

‏ محمد

ساير عناصر نام

‏‏ مصطفی

ساير عناصر نام

عباس

تاريخ

استاد راهنما

تاريخ

استاد مشاور

تاريخ

استاد مشاور

عنصر شناسه اي

‏ تبریز