Effect of Boron Doping on Phase Stability of $SrAl_2O_4:;Eu^{+2},;Dy^{+3}$ Nanofibers

$SrAl_2O_4:;Eu^{+2},;Dy^{+3}$ Nanoliflerin Faz Kararlılığı Üzerine Bor Katkısının Etkisi

Abstract

In this study, three varied groups as pristine, europium and dysprosium doped $SrAl_2O_4$ and boron doped $SrAl_2O_4:;Eu^{+2},;Dy^{+3}$ phosphorus materials were prepared by sol-gel method. In sol-gel method the nitrates of aluminum, strontium, europium and dysprosium were used as precursors. To see the effect of boron additive on phase stability of nanofibers, different ratios of boron were added. In the experimental studies, as process variables during the electrospinning method; the effect of the applied voltage, the distance between the syringe needle and collector plate were examined. The characterization of phosphorescence samples was carried out with DSC/TG, XRD and SEM. As a result of DSC/TG of powders total weight losses were 68.98% for SrO.Al2O3.xB2O3, 65.43% for $SrO.Al_2O_3.xB_2O_3$ x=0.2 and 69.87% for $SrO.Al_2O_3.xB_2O_3$ x=0.4 between 25°C and 1300°C. As a result of XRD analysis of the synthesized powders the structure was observed to be in monoclinic SrAl2O4 form in the pristine and Eu-Dy doped samples and turn into orthorhombic crystal-structured Sr4Al14O25 structure. The fiber size and distribution have been determined by FibraQuant 1.3 software and the SEM images. The average diameters of the fibers were 604 nm, 419 nm and 285 nm for $SrO.Al_2O_3.xB_2O_3$, $SrO.Al_2O_3.xB_2O_3$ x=0.2 and $SrO.Al_2O_3.xB_2O_3$ x=0.4, respectively. Through examining the SEM photos of nanofibers, it’s observed that boron additive has a significant effect on nanofiber structure and with the increase in the boron amount, much order and much small-diameter nanofibers occur. Consequently, it is determined that boron additive has a significant effect on thermal, mineralogical and morphological properties of $SrAl_2O_4$: Eu, Dy structure.

Özet

Bu çalışmada, sol-jel metoduyla katkısız, evropyum ve disprosyum katkılı $SrAl_2O_4$ ve bor katkılı $SrAl_2O_4:;Eu^{+2},;Dy^{+3}$ fosformalzemeleri olmak üzere üç farklı grup hazırlanmıştır. Sol-jel metodunda alüminyum, strunsiyum, evropyum ve disprosyumunnitratları başlangıç kimyasalları olarak kullanıldı. Bor katkısının nanoliflerin faz stabilitesi üzerindeki etkisini görmek için farklıoranlarda bor eklenmiştir. Deneysel çalışmalarda elektroeğirme yönteminde süreç değişkenleri olarak; uygulanan voltajın etkisi,şırınga iğnesi ve toplayıcı plaka arasındaki mesafe incelenmiştir. Fosforesan örneklerinin karakterizasyonu, DSC/TG, XRD ve SEMile gerçekleştirilmiştir. Tozların DSC/TG analizi sonucunda toplam ağırlık kaybı 25°C ve 1300°C sıcaklıkları arasında$SrO.Al_2O_3.xB_2O_3$ için %68,8, $SrO.Al_2O_3.xB_2O_3$x=0.2 için %65,43 ve $SrO.Al_2O_3.xB_2O_3$ x=0.4 için %69,87. Sentezlenen tozlarınXRD analizi sonucunda, yapının katkısız ve Eu-Dy katkılı numunede monoklinik SrAl2O4 formunda olduğu ve ortorombik kristalyapılı Sr4Al14O25 yapısına dönüştüğü gözlemlenmiştir. Fiber boyut ve dağılımı FibraQuant 1.3 yazılımı ve SEM görüntüleriyardımıyla belirlenmiştir. Fiberlerin ortalama çapları sırasıyla $SrO.Al_2O_3.xB_2O_3$, $SrO.Al_2O_3.xB_2O_3$ x=0.2 ve $SrO.Al_2O_3.xB_2O_3$ x=0.4için 604 nm, 419 nm ve 285 nm’dir. Nanoliflerin SEM fotograflarını inceleyerek, bor katkısının nanolif yapı üzerinde önemli biretkiye sahip olduğunu ve bor miktarındaki artışı, daha düzenli ve daha küçük çaplı nanoliflerin meydana geldiği gözlemlenmiştir.Sonuç olarak, bor katkısının $SrAl_2O_4$: Eu, Dy yapısının termal, mineralojik ve morfolojik özellikleri üzerinde önemli bir etkisi olduğubelirlenmiştir.