Eu-Dy Katkılı Stronsiyum Alüminat/Epoksi Kompozit Filmlerin Uygulanması

Özet

Luminesans malzemelerden birisi de Stronsiyum Alüminattır. Faz diyagramından 5 farklı ikili faz (Sr4Al2O7, Sr3Al2O6, SrAl2O4, SrAl4O7 ve SrAl2O19) elde edilebilir. Bunlar arasında SrAl2O4 mükemmel kimyasal kararlılık ve uzun süreli ışıldamaya sahiptir. Daha fazla ışıldamaya sahip olması için farklı katkılar kullanılmıştır. Bu katkılar içerisinde en etkili olanı nadir toprak elementlerinden Eu ve Dy’dir. Bu çalışmada Eu-Dy katkılı Stronsiyum alüminat tozları sol-jel yöntemiyle hazırlanmıştır. SrAl2O4oluşturabilmek için uygun başlangıç kimyasalları (Stronsiyum nitrat, Alüminyum nitrat) seçilerek, çözeltileri hazırlanmıştır. İki çözeltinin karıştırılmasıyla oluşan çözeltiye 0.01 mol% Disprozyum nitrat ve Evropyum nitrat eklenmiştir. Oda sıcaklığında jelleşen tozlar 180°C’de 24 saat etüvde bekletilmiştir. Kurutulan tozlar 1200 °C’de 4 saat sinterlenmiştir. SrAl2O4:Eu2+,Dy3+tozların termal, morfolojik, kristaloğrafik özellikleri sırasıyla termo gravimetrik/diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC/TGA), taramalı elektron mikroskopu (SEM), X-ışını difraksiyonu (XRD) kullanılarak karakterize edilmiştir. Tozların SrAl2O4 yapısında olduğu ve herhangi bir istenmeyen fazın bulunmadığı görülmüştür. DSC/TGA sonucu 800°C’den sonra herhangi bir ekzotermik veya endotermik reaksiyon ile bir ağırlık kaybı kaydedilmemiştir. Bu SrAl2O4:Eu2+,Dy3+ tozların epoksi reçine ile kompoziti hazırlanmış ve seramik yüzeylere uygulanmıştır. Uygulanan kompozitin uzun süreli ışıldama gösterdiği görülmüştür.

Abstract

One of the luminescent materials is the Strontium Aluminate. From the phase diagram, 5 different binary phases (Sr4Al2O7, Sr3Al2O6, SrAl2O4, SrAl4O7 ve SrAl2O19) can be obtained. Among them, SrAl2O4 has excellent chemical stability and long-lasting luminescence. Different additives have been used to have more luminescence. Among these additives, Eu and Dy are the most effective and rare earth elements. In this study, Eu-Dy doped strontium aluminate powders were prepared by sol-gel method. To fabricate SrAl2O4, proper chemical precursors (Strontium nitrate, Aluminum nitrate) were chosen and their solutions were prepared. 0.01 mol% of Dysprosium nitrate and Europium nitrate was added to the solution formed by mixing their solutions. Gelling powders at room temperature were dried in the oven at 180 ° C for 24 hours. Dried powders were sintered at 1200°C for 4 hours. Thermal, morphological and crystallographic properties of SrAl2O4:Eu2+,Dy3+powders were characterized by using thermogravimetric/differential scanning calorimetry (DSC/TGA), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) techniques, respectively. It was observed that the powders were of SrAl2O4 structure and no undesirable phase was present. SrAl2O4:Eu2+,Dy3+ powders and epoxy resin composites were prepared and applied on ceramic surfaces. It was observed that the applied composite showed long-lasting luminescence.