Synthesis and down conversion emission property of Eu3+ doped LaAlO3 CsAlO2 and LiLaO2 phosphors

[EN] LaAlO3:Eu3+, CsAlO2:Eu3+ and LiLaO2:Eu3+ phosphors with varying concen- trations of Eu3+ from 3 to 10 mol% were prepared by combustion synthesis method and the samples were further heated to 1,000ºC to improve the crystallinity of the materials. The structure and morphology of materials have been examined by X-ray diffraction and scan- ning electron microscopy. SEM images depicted that the morphology of crystallites have no uniform shapes and sizes. Small and coagulated particles of irregular shapes of different sizes are obtained. The characteristic emissions of Eu3+ were clearly observed at nearly 580, 592, 650, 682 to 709 (multiplet structure) nm for 5D - 7 Fn transitions where n = 0, 1, 3, 4 respectively, including the strongest emission peaks at 614 and 620 nm for 5 D0 - 7 F2 transitions in CsAlO2:Eu3+ and LiLaO2:Eu3+ host lattices. The intensity of emission peak corresponding to 5 D0 !→ 7 F1 transitions in LaAlO3 :Eu3+ material is comparable to that of 5D0 5D-7F2 transitions which is also a singlet. Photoluminescence intensity follows the order as in LiLaO2 > LaAlO3 > CsAlO2 lattices. Remarkable high photoluminescence intensity with 7 mol% doping of Eu3+ in LiLaO2 makes it a strong contender for red colored display applications.This work was supported by the European Commission through Nano CIS project (FP7-PEOPLE-2010-IRSES ref. 269279).Marí Soucase, B.; Singh, KC.; Moya Forero, MM.; Singh, I.; Om, H.; Chand, S. (2015). Synthesis and down conversion emission property of Eu3+ doped LaAlO3 CsAlO2 and LiLaO2 phosphors. Optical and Quantum Electronics. 47(7):1569-1578. https://doi.org/10.1007/s11082-014-9997-9S15691578477Abbattista, F., Vallino, M.: Remarks on the $$\text{La}_{2}\text{O}_{3}-\text{Li}_{2}\text{O}$$ La 2 O 3 - Li 2 O binary system between 750 and 1,000  $$^{\circ}$$ ∘ C. Ceram. Int. 9, 35–38 (1983)Bae, Y., Lee, K., Byeon, S.: Synthesis and $$\text{Eu}^{3+}$$ Eu 3 + concentration-dependent photoluminescence of $$\text{Gd}_{\rm 2-x}\text{Eu}_{\rm x}\text{O}_{3}$$ Gd 2 - x Eu x O 3 nanowires. J. Lumin. 129, 81–85 (2009)Blasse, G., Grambier, B.: Luminescent Materials, vol. 43. Springer, Berlin, pp. 43–46 (1994)Dereń, P., Krupa, J.: Spectroscopic investigations of $$\text{LaAlO}_{3}$$ LaAlO 3 : $$\text{Eu}^{3+}$$ Eu 3 + . J. Lumin. 102–103, 386–390 (2003)Ekambaram, S., Patil, K.: Synthesis and properties of $$\text{Eu}^{2+}$$ Eu 2 + activated blue phosphors. J. Alloys Compd. 248, 7–12 (1997)Gao, X., Lei, L., Lv, C., Sun, Y., Zheng, H., Cui, Y.: Preparation and photoluminescence property of a loose powder, $$\text{Ca}_{3}\text{Al}_{2}\text{O}_{6}$$ Ca 3 Al 2 O 6 : $$\text{Eu}^{3+}$$ Eu 3 + by calcination of a layered double hydroxide precursor. J. Solid State Chem. 181, 1776–1781 (2008)Hayakawa, T., Kamt, N., Yamada, K.: Visible emission characteristics in $$\text{Tb}^{3+}$$ Tb 3 + -doped fluorescent glasses under selective excitation. J. Lumin. 68, 179–186 (1996)Hreniak, D., Strek, W., Dereń, P., Bednarkiewicz, A., Łukowiak, A.: J. Alloys Compd. 408, 828–830 (2006)Huang, Y., Jiang, C., Cao, Y., Shi, L., Seo, H.: Luminescence and microstructures of $$\text{Eu}^{3+}$$ Eu 3 + -doped in triple phosphate $$\text{Ca}_{8}\text{MgR}(\text{PO}_{4})_{7}$$ Ca 8 MgR ( PO 4 ) 7 (R = La, Gd, Y) with whitlockite structure. Mater. Res. Bull. 44, 793–798 (2009)Kharbache, H., Mahiou, R., Boutinaud, P., Boyer, D., Zakaria, D., Deren, P.: Experimental evidence of $$\text{Eu}^{3+}$$ Eu 3 + pairs in $$\text{K}_{2}\text{EuF}_{5}$$ K 2 EuF 5 . Opt. Mater. 31, 558–561 (2009)Kijima, T., Shinbori, T., Sekita, M., Uota, M., Sakai, G.: Abnormally enhanced $$\text{Eu}^{3+}$$ Eu 3 + emission in $$\text{Y}_{2}\text{O}_{2}\text{SO}_{4}$$ Y 2 O 2 SO 4 : $$\text{Eu}^{3+}$$ Eu 3 + inherited from their precursory dodecylsulfate-templated concentric-layered nanostructure. J. Lumin. 128, 311–316 (2008)Liu, G., Hong, G., Wang, J., Dong, X.: Hydrothermal synthesis of spherical and hollow $$\text{Gd}_{2}\text{O}_{3}$$ Gd 2 O 3 : $$\text{Eu}^{3+}$$ Eu 3 + phosphors. J. Alloys Compd. 432, 200–204 (2007)Mączka, M., Bednarkiewicz, A., Mendoza-Mendoza, E., Fuentes, A.F., Kępiński, L.: Optical properties of Eu and Er doped $$\text{LaAlO}_{3}$$ LaAlO 3 nanopowders prepared by low-temperature method. J. Solid State Chem. 194, 264–269 (2012)Mao, Z., Wang, D., Lu, Q., Yu, W., Yuan, Z.: Tunable single-doped single-host full-color-emitting $$\text{LaAlO}_{3}$$ LaAlO 3 : $$\text{Eu}$$ Eu phosphor via valence state-controlled means. Chem. Commun. 3, 346–348 (2009)Mao, Z.Y., Wang, D.J., Liu, Y.H., Fei, Q.N., Zheng, X., Xu, S.C., Qiu, K.: Tuning the color purity of $$\text{LaAlO}_{3}$$ LaAlO 3 : $$\text{Eu}^{3+}$$ Eu 3 + red phosphor by the cross relaxation. Opto Electron. Lett. 6, 116–119 (2010)Marí, B., Singh, K., Sahal, M., Khatkar, S., Taxak, V., Kumar, M.: Preparation and luminescence properties of $$\text{Tb}^{3+}$$ Tb 3 + doped $$\text{ZrO}_{2}$$ ZrO 2 and $$\text{BaZrO}_{3}$$ BaZrO 3 phosphors. J. Lumin. 130, 2128–2132 (2010)Marí, B., Singh, K.C., Cembrero-Coca, P., Singh, I., Singh, D., Chand, S.: Red emitting $$\text{MTiO}_{3}$$ MTiO 3 (M = Ca & Sr) phosphor doped with $$\text{Eu}^{+3}$$ Eu + 3 or $$\text{Pr}^{+3}$$ Pr + 3 with some cations as co-dopands. Displays 34, 346–351 (2013)Ningthoujam, R., Sudarsan, V., Kulshreshtha, S.: $$\text{SnO}_{2}$$ SnO 2 : $$\text{Eu}$$ Eu nanoparticles dispersed in silica: A low-temperature synthesis and photoluminescence study. J. Lumin. 127, 747–756 (2007)Ogasawara, K., Watanabe, S., Toyoshima, H., Brik, M.G.: Handbook on Physics and Chemistry of Rare Earths, vol. 1. Elsevier, Amsterdam (2007)Pereyra-Perea, E., Estrada-Yañez, M.R., García, M.: Preliminary studies on luminescent terbium-doped ZrO2 thin films prepared by the sol-gel process. J. Phys. D 31, 7–10 (1998)Perez, D., Vegas, A.: The Zintl-Klemm concept applied to cations in oxides. I. The structures of ternary aluminates. Acta Cryst. B 59, 305–323 (2003)Pieterson, L., Heeroma, M., Heer, E., Meijerink, A.: Charge transfer luminescence of $$\text{Yb}^{3+}$$ Yb 3 + . J. Lumin. 91, 177–193 (2000)Shi, C., Shi, J., Deng, J., Han, Z., Zhou, Y., Zhang, G.: Excitation states of $$\text{RE}^{3+}$$ RE 3 + -pentaphosphates in VUV and UV range. J. Electron. Spectros. Relat. Phenomena 79, 121–124 (1996)Singh, V., Watanabe, S., Gundu Rao, T.K., Chubaci, J.F.D., Kwak, H.-Y.: Characterization, photoluminescence, thermally stimulated luminescence and electron spin resonance studies of $$\text{Eu}^{3+}$$ Eu 3 + doped $$\text{LaAlO}_{3}$$ LaAlO 3 phosphor. Solid State Sci. 13, 66–71 (2011)Solovyev, O.V., Malkin, B.Z.: Modeling of electron-vibrational $$4\text{f}^{\rm n}-4\text{f}^{{\rm n}-1}5\text{d}$$ 4 f n - 4 f n - 1 5 d spectra in $$\text{LiYF}_{4}$$ LiYF 4 : $$\text{RE}^{3+}$$ RE 3 + crystals. J. Mol. Struct. 838, 176–181 (2007)Zhang, Y., Li, W., Jingjun, X.: Structure and photoluminescence properties of $$\text{KSr}_{4}(\text{BO}_{3})_{3}$$ KSr 4 ( BO 3 ) 3 : $$\text{Eu}^{3+}$$ Eu 3 + red-emitting phosphor. Opt. Mater. Express 2(2012), 92–102 (2012)Zhou, L., Yan, B.: Sol-gel synthesis and photoluminescence of $$\text{CaSiO}_{3}$$ CaSiO 3 : $$\text{Eu}^{3+}$$ Eu 3 + nanophosphors using novel silicate sources. J. Phys. Chem. Solids 69, 2877–2882 (2008

Influence of dust particle size derived from biomass on chosen fire and explosion risk indicators

This paper attempts to evaluate influence of dust particle size derived from biomass and organic residues originating from plants on chosen fire and explosion risk indicators. Way of sample preparation for specified fraction size has been described in details. Method of determination and research equipment for dust resistivity measurement in layer and minimum ignition energy of dust-air mixture are briefly described. Research results for different types of biomass, including sugar beet bagasse (Beta vulgaris L. subsp. Vulgaris), willow (Salix viminalis) and palm oil shells (Elaeis guineensis) are included. Conclusions, based on the results of performed experiments, are presented.Wpływ składu frakcyjnego pyłów biopaliw stałych na wybrane wskaźniki pożarowo-wybuchowe W pracy przedstawiono próbę oceny wpływu składu frakcyjnego pyłów uzyskanych z biomasy i odpadów pochodzenia roślinnego na wybrane wskaźniki pożarowo-wybuchowe. Opisano sposób preparowania próbek pyłów o ściśle określonym składzie frakcyjnym. Krótko przedstawiono metody i stanowiska badawcze do wyznaczania rezystywności pyłu w warstwach oraz oznaczenia minimalnej energii zapłonu mieszanin pyłowo-powietrznych i minimalnej temperatury zapłonu warstwy pyłu. Zaprezentowano wyniki badań oznaczania wybranych wskaźników pożarowo-wybuchowych zależności od składu frakcyjnego próbki dla pyłów powstałych z rozdrobnienia wytłoków buraka cukrowego (Beta vulgaris L. subsp. Vulgaris), zrębków wierzby energetycznej (konopianki Salix viminalis)) i łupin olejowca gwinejskiego (Elaeis guineensis). Podano próbę interpretacji otrzymanych wyników oznaczeń

System for remote machines and operators monitoring - selected elements

Artykuł opisuje koncepcję i realizację mobilnego stanowiska monitorowania maszyn i operatorów, które powstało w ramach projektu systemu monitorowania i sterowania produkcją. Omówiono elementy składowe prototypowego stanowiska i uzasadniono ich dobór. Opisano przetestowane rozwiązania komunikacyjne, rozważając wady i zalety poszczególnych konfiguracji. Przedstawiono zastosowane techniki replikacji danych i zasygnalizowano dalsze kierunki rozwoju projektu.The article is devoted to the conception and implementation of mobile testbed for machines and operators monitoring, which was created under the Manufacturing Control and Monitoring System project.l The components of the prototype testbed are discussed and their selection is justified. Tested communication solutions are described, advantages and disadvantages of each configuration are considered. Data replication techniques used in project are presented and future works directions are signaled

Installation model for transporting erosion and corrosive materials

W artykule przedstawiono koncepcję oraz wstępny projekt modelu stanowiska do transportu materiałów erozyjnych i korozyjnych. Wykonano próbę analitycznego wyznaczania parametrów przepływowych dla modelu instalacji podczas transportu hydraulicznego dwufazowego medium erozyjnego (woda+ścierniwo SiC). Następnie wykonano wstępne modelowanie instalacji w środowisku Matlab & Simulink. Głównym przeznaczeniem stanowiska jest testowanie w warunkach laboratoryjnych zautomatyzowanego systemu NDT do diagnostyki stanu technicznego instalacji transportującej materiały erozyjne (pomiar grubości warstwy ochronnej, wykrywanie defektów na etapie produkcji i eksploatacji, prognozowanie trwałości). Ponadto stanowisko można wykorzystać do badania odporności erozyjnej i korozyjnej różnych wyłożeń (gumy, poliuretany, kompozyty i betony trudno ścieralne, bazalt i inne) stosowanych do zabezpieczenia instalacji: rurociągów transportujących popioły i żużle, pyłoprzewodów w elektrowniach, zakładów wzbogacania rud, w kopalniach i transportujących różnego rodzaju kruszywa itp.The article presents the concept and initial project of the model for the transport of erosive and corrosive materials. An analytical calculations were carried out to determine flow parameters of the installation model during hydraulic transport of a two-phase erosive medium (water + SiC abrasive). Next, the initial modeling of the installation was carried out in the Matlab &Simulink environment. The main purpose of the test stand is to test in the laboratory conditions the automated NDT system for diagnostics the technical condition of the installation transporting erosive materials (measurement of protective layer thickness, detection of defects at the production and exploitation stage, forecasting durability). In addition, the test stand can be used to carry out the erosion and corrosion resistance tests of various linings (rubber, polyurethanes, composites and abrasive cement, basalt and others) used to protect installations: pipelines transporting ashes and slags, dust ducts in power plants, ore enrichment plants, mines, and transporting various types of aggregates, etc

Vision system applied to measurement deformation of glue layer in adhesive joint

W artykule zaprezentowano metodę pomiaru odkształcenia bezwzględnego warstwy kleju w złączu klejowym poddanym oddzieraniu. Zasadniczym celem opisanego doświadczenia było uzyskanie charakterystyki rozpatrywanego złącza. Ze względu na charakter obciążenia (wywołujący stan oddzierania w warstwie kleju) rozpatrywana wartość odkształcenia jest na tyle mała, że słuszny jest tu pomiar z rozdzielczością 1μm. W związku z powyższym za odpowiednią do tego celu metodę pomiarową uznano technikę wizyjną. Do pomiaru wykorzystano mikroskop optyczny wyposażony w kamerę cyfrową, która rejestrowała przemieszczenie danego fragmentu próbki (odpowiadające szukanemu odkształceniu warstwy kleju) pod wpływem wzrastającej siły obciążającej od zera do wartości niszczącej. Zarejestrowane nagranie, zawierające przebieg procesu, składa się z ciemnego fragmentu próbki oraz jasnego tła. Obraz ten został poddany binaryzacji z użyciem Image Acquisition Toolbox MATLAB. W rezultacie zrealizowano pomiar przemieszczenia w czasie. Równolegle w trakcie doświadczenia przeprowadzony został pomiar siły wywołującej stan oddzierania. Dzięki sprzężeniu wymienionych wielkości mierzonych uzyskano charakterystykę siły w funkcji przemieszczenia osiągając zamierzony cel badania. Jednak przed podjęciem właściwego pomiaru zmierzono wartość przemieszczenia dla jednej wartości siły statycznej, by określić słuszność przyjętej metody pomiarowej. Otrzymany wynik porównano z analogiczną wielkością modelu numerycznemu przygotowanego przy użyciu Metody Elementów Skończonych (MES). W artykule przedstawiono stanowisko pomiarowe, algorytm pomiaru oraz uzyskane charakterystyki złącza dla trzech wariantów próbki.This paper describes results of investigations which main aim was to prepare methodology of measurement deformation of glue layer in adhesive joint. Principal purpose of these investigations was to achieve characteristic of glue joint which is subjected to peel. Because of thistype of loading, causing peel stress in adhesive layer, deformation is small and it is necessary to obtain measurement with 1 micrometer precision. Due to that requirement vision system was used to measure deformation. Optical microscope equipped in digital camera was used to register displacement of particular field of specimen (what is equivalent to searching strain of glue) which is loaded by increasing force from zero to value that causes failure of sample. Registered movie which include dark fragment of specimen and bright background was processed using Image Acquisition Toolbox MATLAB to obtain binary image of these area. It enables to retrieve displacement in time. In parallel to image processing, value of loading force was measured. In consequence, force displacement curve for specimen was designated. Primary goal of investigations was to measure displacement for static force to estimate advisable of methodology. Results achieved using vision system measurement was compared with numerical model prepared by Finite Element Method (FEM). Article presents measurement procedure and describes algorithm of investigation. Force displacement curve for three variants of specimen is shown

Determination of cores electrification during the flow in the modified Wurster apparatus

The purpose of this paper was presentation of the value of cores electrification during their flow in the modified Wurster apparatus, applied for dry encapsulation of pharmaceutical materials. Previous works of the authors dealt with vulnerability of the particles of different diameter, produced by SYNTAPHARM (Cellets 1000, 700 and 100) on electrification in laboratory conditions. The presented work gives the results of examination on particles electrification in real conditions of their stable circulation in a column. The measurement system, that was applied, allowed determination of electrification potential and electrification current. Those quantities, which are the measures of charge accumulation on cores were determined for several particles (Cellets 1000, 700 and 500) with the different humidity, for different mass of the bed and spouting gas velocities

Treatment of waste biomass using plasma technology

W pracy opisano ideę metody pozyskiwania paliw w procesie plazmowego przetwarzania odpadów, w tym biomasy roślinnej. Podano koncepcję plazmowego przetwarzania materiałów organicznych i przedstawiono opracowaną na tej podstawie prototypową instalację do plazmowego zgazowania/pirolizy. Opisano ogólną zasadę działania plazmowej instalacji zgazowującej i rolę jej poszczególnych elementów w procesie przetwarzania. Podano podstawowe parametry pracy instalacji wyznaczone w trakcie prac nad jej rozruchem. Podano również kierunki dalszych prac nad optymalizacją działania powstałej instalacji, mających na celu opracowanie efektywnej technologii pozyskiwania paliw płynnych ze zgazowania/pirolizy odpadów organicznych, w tym zawierających związki organiczne zakwalifikowane jako odpady niebezpieczne.The paper presents the idea of obtaining fuels in a process of plasma treatment of organic materials, including biomass. It introduces the concept of plasma treatment of organic matter and shows the prototype installation developed for the purpose of plasma gasification/pyrolysis. A general principle of plasma gasification/pyrolysis installation operation and the role of its particular elements in the gasification process were described. The basic parameters of the installation operation determined during the works on start-up system were given. There were also presented courses of further investigations on optimization of this installation in order to develop more effective technology of gaining liquid fuels by gasification/pyrolysis of organic wastes including organic compounds qualified as hazardous wastes

Koncepcja łagodnej regulacji mocy czynnej bloków cieplnych w Krajowym Systemie Elektroenergetycznym

Opisano powszechnie stosowane tryby pracy bloków cieplnych („prowadzący kocioł” i „prowadząca turbina”) wykorzystywane do automatycznej regulacji mocy czynnej w elektrowniach pracujących w KSE. Omówiono zarówno wady, jak i zalety obu trybów pracy. Przedstawiono nowatorską koncepcję tzw. łagodnej regulacji mocy czynnej, opartą na tworzeniu w czasie rzeczywistym grupy złożonej z kilku bloków pracujących jako całość (wieloblok) w omówionych trybach pracy, z przewagą trybu wiodący kocioł. Jak wykazały prace wstępne i symulacje, przedstawione nowatorskie podejście do regulacji grupą bloków (pracującą na wspólne szyny) spełnia wymagania dotyczące dokładności regulacji mocy czynnej wymaganej przez operatora systemu przesyłowego (Polskie Sieci Energetyczne – PSE). Ponadto wykonane analizy i symulacje wskazują, że zastosowanie tej regulacji pozwoli na ograniczenie negatywnych skutków występujących przy obecnie stosowanej regulacji indywidualnej dla każdego bloku (bloki pracują indywidualnie w trybie „prowadzącej turbiny”). Proponowane rozwiązanie ograniczy liczbę wymaganych procesów regulacji i zlikwiduje znaczną część zakłóceń bloku, nie przenosząc ich do systemu elektroenergetycznego. Wprowadzenie proponowanego rozwiązania będzie skutkować ograniczeniem ilości spalanego paliwa, zmniejszeniem emisji szkodliwych gazów i pyłów oraz wydłużeniem czasu eksploatacji urządzeń cieplnych i ciśnieniowych bloków.This paper describes the control modes (boiler follow and turbine follow) commonly used in the operation of thermal power units for automatic active power control of power plants in the Polish National Power System. The benefits and disadvantages of both control modes are discussed. A novel concept is presented for a so-called smooth control of active power, which is based on real-time grouping of several power units to operate as one (in the so-called substitute unit) in both control modes discussed here and with boiler follow as the predominant mode. As demonstrated by initial research and simulation, this novel approach to power unit group control (operated to one bus bar) meets the accuracy of active power control specified by the Transmission System Operator (TSO). The completed simulations and studies also reveal that application of smooth active power control will help reduce the negative effects present in currently applied individual power unit control (with each power unit operated independently in turbine follow). The novel concept will also reduce the number of control processes and eliminate a considerable part of internal disturbances of the substitute unit is eliminated so they will not be transferred to the power system. Furthermore, implementation of the novel concept can help reduce fuel combustion, meet the environmental protection targets by reducing harmful gas and particulate emissions, and extend the operating life of power unit thermal and pressure equipment