31422

بررسي عوامل مؤثر و افزودني در سنتز احتراق محلولي رنگدانه آلومينات استرانسيم

كارشناسي ارشد

مهندسي مواد/سراميك

1400

1403/07/15

حسين سرپولكي- اميرمسعود اعرابي

---

مهندسي مواد

در اين پژوهش، نانو پودرهاي نورتاب SrAl2O4:Eu2+,Dy3+ با استفاده از روش سنتز احتراق محلولي سنتز شدند. متغيرهايي نظير نوع سوخت، مخلوط سوخت¬ها، ضريب سوخت)Φ(، دماي احتراق داخل كوره، pH و.... مورد بررسي قرار گرفت. نمونه¬هاي سنتز شده با استفاده از الگوي پراش اشعه ايكس (XRD)، تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FESEM)، خواص نورتابي نمونه‌ها با طيف‌سنجي نشر (PL) وزمان زوال نشر نمونه‌ها نيز با دستگاه اسپكترومتري مورد مطالعه قرار گرفت. نتايج XRD نشان داد كه پارامترهاي متغير مورد اشاره به‌ويژه نوع و مخلوط سوخت¬ها نقش بسزايي در ساختار تشكيل شده دارند. در شرايط بهينه و در نمونه سنتز شده با استفاده از مخلوط سوخت¬هاي اوره - گلايسين با نسبت 75% - 25% وزني. فاز خالص SrAl2O4 با ساختار مونوكلينيكي با ميانگين اندازه بلورك حدود 34 نانومتر تشكيل شد. تصاوير (FESEM) نشان داد كه مورفولوژي ذرات تنوعي از گستره ورقه¬هايي متراكم تا ورقه¬هاي متخلخل و تا حالت اسفنجي داشت. موضوع تشكيل ذرات اسفنجي با افزايش مقدار گلايسين و افزايش ضريب Φ بيشتر مشاهده شد. طيف¬هاي PL نشان‌دهنده تنوعي از نشر از محدوده قرمز مربوط به انتقال الكتروني Eu3+ (5D0→7F2) تا سبز - آبي مربوط به Eu2+ دارد. نتايج نشان مي¬دهد كه امكان ايجاد پستاب در تك¬مرحله احتراق در دماي 600 درجه سانتي¬گراد در مخلوط سوخت اوره - گلايسين با مقدار اوره 75% وزني دارد. تصاوير اسپكترومتري نشان‌دهنده افزايش زمان با افزايش غلظت اوره در مخلوط سوخت¬ها و مقدار افزودني SrAl2O4:Eu, Dy تجاري ميكروسايز داشت. مقدار بهينه يون Eu براي دست¬يابي به بيشترين شدت نشر، 98/8% مولي بود. افزودن يون كمك فعال‌‌كننده Dy با نسبت 9/5 % مولي به نورتاب باعث افزايش شدت نشر و طولاني‌‌شدن زمان پستاب گرديد. توليد تك¬مرحله¬اي و نانوساختاري اين محصول، آن‌ها را به عنوان گزينه مناسبي براي كاربرد در پوشش‌هاي نورتاب با طول عمر بالا، مانند علائم ايمني، ساعت‌ها و... معرفي مي‌كند.

1403/08/09

Investigation of Influential Factors and Additives in Solution Combustion Synthesis of Strontium Aluminate Pigment

10/6/2025 12:00:00 AM

In this research, luminescent SrAl2O4:Eu2+,Dy3+ nanophosphors were synthesized using the solution combustion synthesis method. Variables such as fuel type, fuel mixtures, fuel ratio (Φ), combustion temperature inside the furnace, pH, and ... were investigated. The synthesized samples were characterized using X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy (FESEM) images, and the luminescent properties of the samples were studied using photoluminescence (PL) spectroscopy and the decay time of the luminescence of the samples was also studied using a spectrometer. The XRD results showed that the mentioned variable parameters, especially the type and mixture of fuels, have a significant role in the formed structure. Under optimal conditions and in the sample synthesized using a mixture of urea-glycine fuels with a weight ratio of %75 - %25, the pure SrAl2O4 phase with a monoclinic structure with an average crystallite size of about 34 nanometers was formed FESEM images revealed a diverse morphology of particles, ranging from dense to porous sheets, and even sponge-like structures. The formation of sponge-like particles was more pronounced with increasing glycine content and the Φ parameter. PL spectra indicated a variety of emissions, from red corresponding to Eu³⁺ electronic transitions (⁵D₀ → ⁷F₂) to green-blue associated with Eu²⁺. The results interestingly demonstrate the possibility of realizing afterglow in a single-step combustion process at 600°C in a urea-glycine fuel mixture with %75 urea by weight. Spectrometric images showed an increase in afterglow time with increasing urea concentration in the fuel mixtures and the amount of microsized commercial SrAl₂O₄:Eu, Dy additive. The optimal Eu ion content for achieving the highest emission intensity was %8.98 mol. The addition of the Dy co-activator ion at a molar ratio of %5.9 to the phosphor led to an increase in emission intensity and prolonged afterglow time. The single-step production and nanostructured nature of this product make them a suitable option for applications in long-lasting phosphorescent coatings, such as safety signs, clocks, and more

سنتز احتراق محلولي , رنگدانه , نورتابي , آلومينات استرانسيم دوپ شده با يوروپيم و ديسپرزيوم , اثر مخلوط سوخت

Solution combustion synthesis , Pigment , Luminescence , Europium and dysprosium doped strontium aluminate , Fuel mixture effect

AmirHossein BakhtAvar Khojin

Dr. Hossein Sarpoolaky _ Dr. Amir Masoud Arabi