ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC
BỘ MÔN VẬT LÝ


TIỂU LUẬN CHUYÊN ĐỀ
Đề tài:

CÁC PHƯƠNG PHÁP CHẾ TẠO BỘT HUỲNH QUANG

Giáo viên hướng dẫn:
Th.s Lê Tiến Hà
Th.s Nguyễn Xuân Ca
Th.s Nguyễn Thị Luyến
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

•
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.
•
Độ ổn định màu
Một số loại vật liệu huỳnh quang có tính chất quang biến đổi
theo nhiệt độ.
•
Độ bền
Có rất nhiều các tác nhân gây ra sự suy giảm phẩm chất của vật
liệu (tác động của hóa, nhiệt, điện trường, từ trường, cơ học )

•
Độ đồng đều về hình dạng và kích thước hạt
Sự phân bố về hình dạng ,kích thước của hạt vật liệu có vai
trò quan trọng, ảnh hưởng tới hiệu suất phát quang của vật liệu.
Trong vật liệu huỳnh quang nói chung, các hạt có hình cầu và
phân bố kích thước từ nanomet đến vài micromet tùy trong từng
lĩnh vực áp dụng.
2. Cơ chế phát quang của vật liệu
-Vật liệu huỳnh quang khi bị kích thích có khả năng phát
quang.
- Gồm: chất nền và chất pha tạp.
•
Chất nền( mạng chủ)
-Là các vật liệu bền có vùng cấm rộng
- Có tính trong suốt đối với bức xạ trong vùng ánh sáng nhìn
thấy và vùng bức xạ kích thích của các tâm phát quang

Nh c đi mượ ể :
-
S n ph m thu đ c có đ đ ng nh t không caoả ẩ ượ ộ ồ ấ
-
D i phân b kích th c h t r ngả ố ướ ạ ộ
-
kích th c h t l n và tiêu t n nhi u năng l ng.ướ ạ ớ ố ề ượ

2. Phương pháp đồng kết tủa
-
Người ta thực hiện khuếch tán các chất tham gia phản ứng ở
mức độ phân tử (precursor phân tử).
-
Hỗn hợp ban đầu được gọi là precursor có tỷ lệ các ion kim
loại đúng theo hợp thức của hợp chất ta cần tổng hợp chuẩn
bị hỗn hợp dung dịch chứa các muối rồi thực hiện phản ứng
đồng kết tủa (dưới dạng hidroxit, cacbonat, oxalate,…).
-
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.
•

siêu
Bu ng ồ
aeroso
l (1)
Lò
nhi t ệ
(2)
S n ả
ph m ẩ
(3)
3. Ph ng pháp phun nhi t phân ( pp aerosol)ươ ệ
•
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…
•
Nhược điểm
Tuy nhiên phương pháp phun nung có hạn chế là việc
chế tạo vòi phun rất khó khăn, thiết bị dễ bị ăn mòn và chỉ
có thể áp dụng cho cation kim loại dễ thủy phân.
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

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
Kết Luận
Sau một thời gian nghiên cứu các tài liệu bài tiểu luận đã thu
được một số kết quả sau:
-
Nghiên cứu phương pháp chế tạo vật liệu huỳnh quang bằng
các phương pháp: Phương pháp sol-gel, phương pháp phun nhiệt
phân, phương pháp gốm cổ truyền, phương pháp đồng kết tủa.
-
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.
X
I
N

C
H
Â
N