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Tipo do documento: Dissertação
Título: Preparação e caracterização de vidros foto-termo-refrativos no sistema GeO2 – LaF3
Título(s) alternativo(s): Study and characterization of photo-thermo-refractive glasses within the system GeO2 – LaF3
Autor: MENDOZA, Valentina Gacha 
Primeiro orientador: POIRIER, Gaël Yves
Primeiro membro da banca: GIRALDI, Tânia Regina
Segundo membro da banca: MANZANI, Danilo
Resumo: Neste trabalho foram sintetizados vidros fluorogermanatos de lantânio pelo método de fusão – resfriamento. Primeiramente, foi determinado o domínio vítreo do sistema (100 – X – Y)GeO2 – XLaF3 – YK2O com X igual a 10, 20, 25, 30 e 40% molar, e Y igual a 10, 15 e 20% molar. Análises térmicas e estruturais foram realizadas através de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e difratometria de raios X (DRX). No sistema com 10% de K2O, foram obtidas amostras vítreas com até 40% de LaF3 com precipitação da fase cristalina LaF3 após tratamento térmico, enquanto no sistema com 20% de K2O foram obtidas amostras vítreas com até 30% de LaF3 e precipitação preferencial da fase KLaF4 após tratamento térmico. O efeito da incorporação de LaF3 na evolução estrutural foi investigado, sendo que de 0 a 20% este age como intermediário de rede, enquanto em maiores concentrações, comporta-se como modificador, diminuindo a conectividade da rede. O sistema com 15% de K2O foi caracterizado e as amostras representativas foram dopadas com íons de prata (Ag+). Foi observado a alta tendência dos íons de prata em reduzir e formar nanopartículas metálicas durante a síntese das amostras. Nesse sentido, os parâmetros experimentais, natureza dos precursores e adaptação das composições foram investigados com intuito de obter amostras incolores para avaliação das propriedades fotossensíveis. As amostras obtidas foram irradiadas com lâmpada UV e tratados termicamente para avaliar a capacidade de controle do efeito fotossensível. Os processos redox e precipitação de nanopartículas de prata metálica foram acompanhados por absorção UV-Visível. A espectroscopia de fotoluminescência foi utilizada para identificar as espécies de prata presentes prévio e posterior à irradiação UV e TT. Na amostra original a presença de átomos Ag0 e clusters Ag2 e Ag4 predomina, enquanto na amostra exposta a luz UV por 12h e tratamento térmico evidencia-se a formação de clusters moleculares carregados e a aglomeração de íons na forma Ag+2. Finalmente, ensaios preliminares de irradiação com laser pulsado sub-nanossegundos (900 fs) operando em 532 nm sugerem a possibilidade de micro estruturação superficial com modificação local controlada espacialmente. Esse trabalho apresenta o primeiro fenômeno de fotossensibilidade em vidros germanatos contendo LaF3, útil no desenvolvimento de vidros foto-termo-refrativos ou fotossensíveis com aplicações no infravermelho próximo.
Abstract: In this work, lanthanum fluorogermanate glasses were synthesized by the melt-quenching method. First, the vitreous domain of the system was determined (100 – X – Y)GeO2 – XLaF3 – YK2O with X equal to 10, 20, 25, 30, and 40% molar, and Y equal to 10, 15, and 20% molar. Thermal and structural analyses were performed using differential scanning calorimetry (DSC) and X-Ray diffractometry (XRD). In the system with 10% K2O, vitreous samples with up to 40% of LaF3 were obtained with precipitation of the crystalline phase LaF3 after heat treatment, while in the system with 20% of K2O, vitreous samples with up to 30% of LaF3 and preferential precipitation of the KLaF4 phase after heat treatment were found. The effect of LaF3 incorporation on structural evolution was investigated, and from 0 to 20% it acts as a network intermediary, while in higher concentrations, it behaves as a modifier, decreasing network connectivity. The system with 15% K2O was characterized, and representative samples were doped with silver ions (Ag+). The high tendency of silver ions to reduce and form metallic nanoparticles during sample synthesis was observed. In this sense, the experimental parameters, nature of the precursors, and adaptation of the compositions were investigated to obtain colorless samples for the evaluation of photosensitive properties. The samples obtained were irradiated with a UV lamp and heat-treated to assess the ability to control the photosensitive effect. Redox processes and precipitation of metallic silver nanoparticles were followed by UV – Visible absorption. Photoluminescence spectroscopy was used to identify the silver species present before and after UV and TT irradiation. The evolution of the emission bands as the excitation length increases confirms the existence of several species of silver within the glass. In the original sample, the presence of neutral Ag0 atoms and Ag2 and Ag4 clusters predominates, while in the sample exposed to UV light for 12 hours and heat treatment, the formation of charged molecular clusters and the agglomeration of ions in the form Ag+2 is evident. Finally, preliminary tests of sub-nanosecond pulsed laser irradiation (900 fs) operating at 532 nm suggest the possibility of surface micro structuring with spatially controlled local modification. This work presents the first photosensitivity phenomenon in germanate glasses containing LaF3, useful in the development of photo-thermo-refractive or photosensitive glasses with near-infrared applications.
Palavras-chave: Vidro.
Prata.
Luminescência.
Área(s) do CNPq: MATERIAIS NAO METALICOS::CERAMICOS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Alfenas
Sigla da instituição: UNIFAL-MG
Departamento: Instituto de Ciência e Tecnologia
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
Citação: MENDOZA, Valentina Gacha. Preparação e caracterização de vidros foto-termo-refrativos no sistema GeO2 – LaF3. 2021. 114 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Federal de Alfenas, Poços de Caldas, MG, 2021.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/1937
Data de defesa: 27-Out-2021
Aparece nas coleções:Mestrado

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