Preparação de vidros e vitrocerâmicas de fluorofosfatos dopados com íons terras-raras para potencial uso como detectores de radiação

• Processo: 18/03931-9
• Linha de fomento: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de agosto de 2018
• Situação: Interrompido
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Andrea Simone Stucchi de Camargo Alvarez Bernardez
• Beneficiário: Gustavo Galleani
• Instituição-sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07793-6 - CEPIV - Centro de Ensino, Pesquisa e Inovação em Vidros, AP.CEPID
• Bolsa(s) vinculada(s): 19/12442-4 - Poling térmico de vidros oxifluoreto: geração de propriedades não-lineares de segunda ordem e modificação de superfície por microimpressão, BE.EP.PD
• Assunto(s): Vitrocerâmica

Resumo

O projeto tem por finalidade a preparação e caracterização de vidros e vitrocerâmicas de sistemas mistos fluorofosfatos a base de fosfato de índio, e/ou sódio, com fluoretos de metais alcalinos dopados com íons terras-raras com características especificas para o desenvolvimento de novos materiais que apresentem propriedades de detecção de radiação do tipo X- e radiação UV através do processo chamado de cintilação. Grande ênfase será dada para a preparação e caracterização óptica e estrutural dos vidros, assim como o estudo de cristalização e de suas propriedades fotofísicas. Os vidros serão preparados através da técnica de fusão-choque térmico e a obtenção das vitrocerâmicas será através do tratamento térmico nos vidros. Os vidros serão preparados a partir dos componentes: metafosfato de sódio NaPO3, e de índio In(PO3)3; fluoretos de alcalino: NaF, LiF; fluoretos de alcalinos-terrosos: ZnF2, MgF2, BaF2, CaF2, SrF2; e fluoreto de índio InF3; e dopados com os fluoretos de terras-raras CeF3, EuF3, TbF3, GdF3. Eles deverão conter uma concentração relativamente alta de fluoreto de índio a fim de garantir uma boa durabilidade química, apresentar boa solubilidade dos íons de terras-raras, ao mínimo 10 wt.%, sem sofrer devitrificação durante o processo de síntese do vidro e oferecer um ambiente químico de menor energia de fônon para as espécies luminescentes a fim de obter-se maior eficiência de emissão.Após ter determinado diferentes composições vítreas que encontram estes requisitos, ensaios de cristalização serão feitos por tratamento térmico. Pedaços de vidros serão assim recozidos a temperatura acima da temperatura de transição vítrea. Composições que apresentarem cristalização no volume serão em seguida selecionadas para otimizar os parâmetros de cristalização como a temperatura e o tempo de tratamento térmico. As propriedades térmicas, ópticas e estruturais serão estudadas por Análise Térmica (DSC e DMTA), Difração de Raios X (DRX), Espectroscopias UV-Vis-NIR, Raman, Ressonância Magnética Nuclear (RMN) e M-Lines, Microscopia Óptica e Luminescência nos vidros e vitrocerâmicas dopados com os íons terras-raras CeF3, EuF3, TbF3, GdF3 e outros.