Modifiye Edilmiş Sol - Jel Prosesiyle Stronsiyum Alüminat Esaslı Fosforesans Malzeme Sentezi

Abstract

SrAl2O4 esaslı fosforlar; kimyasal olarak stabil yapıda, yüksek ışıma şiddeti ve uzun bozunum süresine, saf renklere sahip radyoaktif ışıma yapmayan fosforesans malzemelerdir. Bu çalışmada, nadir toprak elementi katkılı SrAl2O4 esaslı fosforlar, modifiye edilmiş sol-jel yöntemi ile üretilmiştir. Proses; nitrat bileşiklerinin suda, nadir toprak elementi oksitlerinin nitrik asitte ve yakıt olarak kullanılan ürenin deionize suda çözünmesiyle, bütün çözeltilerin tek bir beher içerisinde birleştirilmesi neticesinde homojen nihai çözelti oluşturulmasını, oluşan çözeltiden 120oC’de yaklaşık 4 saat sonunda beyaz köpüksü jel oluşumunu, jelin 650oC’ de fırın ortamında kuvvetli ekzotermik reaksiyonlar neticesinde toz formunda malzemeye dönüşümünü, bu tozdan 950oC’de kalıntı organiklerin giderilmesi için 2 saat kalsinasyon işleminin yapılmasını ve karbon atmosferinde 2 saat 1300oC’de redüksiyon sonucunda nihai fosforesans malzeme eldesini kapsamaktadır. Elde edilen numunelerin karakterizasyonu, DTA, XRD, SEM ve spektrofotometre cihazları ile gerçekleştirilmiştir.

SrAl2O4 based phosphors are chemically stable, which have good luminescent properties such as high luminescent intensity and long lasting time, high colour purity and non radioactive radiation. The chosen synthesis method is modified sol-jel process. The process comprises of several steps begining with dissolving earth alkaline elements, alkaline nitrades and acetats in water, rare earth element oxides in nitric acid and fuel-grade urea in deionized water. The solutions are then put together to create the final homogenous solution. In the next step white foam-like gel is formed at 120 oC in 4 hours, followed by transforming into powder as a result of exotermic reactions in a furnace atmosphere at 650 oC. Organic residuals are removed after 2-hour calcination at 950 oC and finally the phosphorecence material is obtained after 2-hour reduction at 1300 oC. DTA, XRD, SEM and spectrophotometry techniques were used for the characterization of the samples.