Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tổng hợp, Tính chất Vật lý, Quang học và Khả năng Chống bức xạ Ion hóa của Kính Boro-Bariofluoride/Natri/Canxi/Niken Mới: B2O3·BaF2·CaO·Na2O·NiO
Tóm tắt
Một loại kính boro-bariofluoride/natri/canxi/niken mới có thành phần hóa học (40-x)B2O3·30BaF2·15CaO·15Na2O·xNiO, trong đó x = 0.0 (Ni0.0)–1.5 (Ni1.5) theo các bước 0.3 mol% đã được chuẩn bị bằng kỹ thuật làm nguội chảy truyền thống. Các đặc điểm vật lý và quang học cũng như khả năng chống bức xạ ion hóa của kính đã được kiểm tra bằng nhiều kỹ thuật đặc trưng khác nhau. Khả năng che chắn bức xạ đã được kiểm tra qua phần mềm Phy-X/PSD. Tính trạng vô định hình của các lớp kính Ni đã được xác nhận bởi dữ liệu XRD. Sự bổ sung NiO đã làm tăng mật độ của kính từ 3.53 đến 3.80 g/cm3. Băng quang học trực tiếp (
$$E_{Direct}^{Optical}$$
) đã giảm từ 3.58 đến 3.33 eV, trong khi băng gián tiếp (
$$E_{Indirect}^{Optical}$$
) giảm từ 3.08 đến 2.84 eV. Đường bờ Urbach (EU) đã được cải thiện từ 0.4197 đến 0.5009 eV khi hàm lượng NiO tăng từ 0.0 đến 1.5 mol%. Ở bước sóng nhất định λ = 500 nm, các giá trị của chỉ số khúc xạ (n) đã tăng từ 1.84 đến 2.56. Trong miền năng lượng photon (0.15–15 MeV), kết quả của hệ số suy giảm khối lượng (MAC) có xu hướng sau: (MAC)Ni0.0 < (MAC)Ni0.3 < (MAC)Ni0.6 < (MAC)Ni0.9 < (MAC)Ni1.2 < (MAC)Ni1.5. Hệ số suy giảm tuyến tính (LAC) thể hiện xu hướng tương tự như MAC. Trong cùng miền năng lượng photon, lớp giá trị nửa (HVL) của các lớp kính Ni bị giảm khi mức NiO tăng lên, tức là (HVL)Ni0.0 > (HVL)Ni0.3 > (HVL)Ni0.6 > (HVL)Ni0.9 > (HVL)Ni1.2 > (HVL)Ni1.5. Số nguyên tử hiệu quả (Zeff) của các lớp kính Ni được chuẩn bị có xu hướng tương tự như các tham số che chắn MAC và LAC. Các lớp kính Ni có thể được áp dụng trong các lĩnh vực quang học và được coi là các lớp kính nhẹ ưu việt cho các ứng dụng chống bức xạ.
Từ khóa
#kính boro-bariofluoride #kính Ni #khả năng chống bức xạ #tính chất quang học #vật liệu compositeTài liệu tham khảo
N.P. Bansal, R.H. Doremus, Handbook of Glass Properties (Academic Press, Cambridge, 1986)
M.I. Sayyed, Y. Al-Hadeethi, M.M. AlShammari, M. Ahmed, S.H. Al-Heniti, Y.S. Rammah, Physical, optical and gamma radiation shielding competence of newly boro-tellurite based glasses: TeO2–B2O3–ZnO–Li2O3–Bi2O3. Ceram. Int. 47, 611–618 (2021)
A.M. Abdelghany, M.A. Ouis, M.A. Azooz, H.A. EllBatal, Defect formation of gamma irradiated MoO3-doped borophosphate glasses. Spectrochim. Acta Part A Mol. Biomol. Spectrosc. 114, 569–574 (2013)
H. Wen, P.A. Tanner, Optical properties of 3d transition metal ion doped sodium borosilicate glass. J. Alloys Compd. 625, 328–335 (2015)
A.M. Abdelghany, Y.S. Rammah, Transparent alumino lithium borate glass-ceramics: synthesis polymers and materials structure and gamma-ray shielding attitude. J. Inorg. Organome. 31, 2560–2568 (2021)
Y. Al-Hadeethi, M.I. Sayyed, B.M. Raffah, E. Bekyarova, Y.S. Rammah, Optical properties and radiation shielding features of Er3+ ions doped B2O3–SiO2–Gd2O3–CaO glasses. Ceram. Int. 47, 3421–3429 (2021)
A.S. Abouhaswa, G.M. Turky, Y.S. Rammah, Characterization of zinc lead-borate glasses doped with Fe3+: optical, dielectric and ac-conductivity investigations. J. Mater. Sci. Mater. Electron. 31, 17044–17054 (2020)
H.O. Tekin, S.A.M. Issa, E.M. Ahmed, Y.S. Rammah, Lithium-fluoro borotellurite glasses: nonlinear optical, mechanical, characteristics and gamma radiation protection characteristics. Radiat. Phys. Chem. 190, 109819 (2022)
A.M. Ali, Y.S. Rammah, M.I. Sayyed, H.H. Somaily, H. Algarni, M. Rashad, The impact of lead oxide on the optical and gamma shielding properties of barium borate glasses. Appl. Phys. A 126, 280 (2020)
M.S. Al-Buriahi, A.S. Abouhaswa, H.O. Tekin, C. Sriwunkum, F.I. El-Agawany, T. Nutaro, E. Kavaz, Y.S. Rammah, Structure, optical, gamma-ray and neutron shielding properties of NiO doped B2O3–BaCO3–Li2O3 glass systems. Ceram. Int. 46, 1711–1721 (2020)
G. Ravi Kumar, T. Srikumar, G. Murali Krishna, G. Sahaya Baskaran, A. Siva Sesha Reddy, V. Ravi Kumar, C. Srinivasa Rao, The role of Ni2+ ions on structural and spectroscopic properties of Li2O–ZrO2–Y2O3–SiO2 glass system. J. Non-Cryst. Solids 498, 372–379 (2018)
R. Ravikumar, A.V. Chandrasekhar, L. Ramamoorthy, B.J. Reddy, Y.P. Reddy, J. Yamauchi, P.S. Rao, Spectroscopic studies of transition metal doped sodium phosphate glasses. J. Alloys Compd. 364, 176–179 (2004)
A.A. Abul-Magd, H.Y. Morshidy, A.M. Abdel-Ghany, The role of NiO on the structural and optical properties of sodium zinc borate glasses. Opt. Mater. 109, 110301 (2020)
M.S. Dahiya, S. Khasa, A. Agarwal, Structural, optical and thermal properties of transition metal ions doped bismuth borate glasses. Phys Chem. Glas. Eur. J. Glas. Sci. Technol. Part B 57, 45–52 (2016)
S. Thakur, V. Thakur, A. Kaur, L. Singh, Structural, optical and thermal properties of nickel doped bismuth borate glasses. J. Non-Cryst. Solids 512, 60–71 (2019)
S. Ibrahim, H.A. Abo-Mosallam, E.A. Mahdy, G.M. Turky, Impact of high NiO content on the structural, optical, and dielectric properties of calcium lithium silicate glasses. J. Mater. Sci. Mater. Electron. (2022). https://doi.org/10.1007/s10854-022-08045-8
A.S. Abouhaswa, F.I. El-Agawany, E.M. Ahmed, Y.S. Rammah, Optical, magnetic characteristics, and nuclear radiation shielding capacity of newly synthesized barium boro-vanadate glasses: B2O3–BaF2–Na2O–V2O5. Radiat. Phys. Chem. 192, 109922 (2022)
E. Şakar, Ö.F. Özpolat, B. Alım, M.I. Sayyed, M. Kurudirek, Phy-X/PSD: development of a user friendly online software for calculation of parameters relevant to radiation shielding and dosimetry. Radiat. Phys. Chem. 166, 108496 (2020)
G. Lakshminarayana, H. Yang, J. Qiu, Photoluminescence of Pr3+-, Nd3+- and Ni2+-doped TeO2–ZnO–WO3–TiO2–Na2O glasses. J. Alloys Compd. 475, 569–576 (2009)
J. Tauc, A. Menth, States in the gap. J. Non-Cryst. Solids 8–10, 569 (1972)
N.F. Mott, E.A. Davis, Electronic Processes in Non-crystalline Materials (Clarendon Press, Oxford, 1979)
E.A. Davis, N.F. Mott, Conduction in non-crystalline systems conductivity, optical absorption and photoconductivity in amorphous semiconductors. Philos. Mag. 22, 903–922 (1970)
M.S. Sadeq, H.Y. Morshidy, Effect of samarium oxide on structural, optical and electrical properties of some alumino-borate glasses with constant copper chloride. J. Rare Earths 38, 770–775 (2020)
A. Samir, M.A. Hassan, A. Abokhadra, L.I. Soliman, M. Elokr, Characterization of borate glasses doped with copper oxide for optical application. Opt. Quantum Electron. 51, 123 (2019)
A. Okasha, S.Y. Marzouk, A.M. Abdelghany, Design a tunable glasses optical filters using CuO doped fluoroborate glasses. Opt. Laser Technol. 137, 106829 (2021)
F. Urbach, The long-wavelength edge of photographic sensitivity and of the electronic absorption of solids. Phys. Rev. 92, 1324 (1953)
T.A. Taha, Y.S. Rammah, Optical characterization of new borate glass doped with titanium oxide. J. Mater. Sci. Mater. Electron. 27(2), 1384–1390 (2016)
H.A. Saudi, H.M.H. Zakaly, S.A.M. Issa, H.O. Tekin, M.M. Hessien, Y.S. Rammah, A.M.A. Henaish, Fabrication, FTIR, physical characteristics and photon shielding efficacy of CeO2/sand reinforced borate glasses: experimental and simulation studies. Radiat. Phys. Chem. 191, 109837 (2022). https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2021.109837
Y.S. Rammah, I.O. Olarinoye, F.I. El-Agawany, E.M. Ahmed, W.M. Salem, Influence of Sm2O3 content on photon and fast neutron interaction parameters of zinc-tellurite glasses. Radiat. Phys. Chem. 192, 109914 (2022). https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2021.109914
I.I. Bashter, Calculation of radiation attenuation coefficients for shielding concretes. Ann. Nucl. Energy 24, 1389–1401 (1997)
M.S. Al-Buriahi, C. Sriwunkum, H. Arslan, B.T. Tonguc, M.A. Bourham, Investigation of barium borate glasses for radiation shielding applications. Appl. Phys. A 126, 68 (2020)
A. Alalawi, C. Eke, N.J. Alzahrani, S. Alomairy, O. Alsalmi, C. Sriwunkum, Z.A. Alrowaili, M.S. Al-Buriahi, Attenuation properties and radiation protection efficiency of Tb2O3–La2O3–P2O5 glass system. J. Aust. Ceram. Soc. 58, 511 (2022)