Synthesis, characterization and investigation of thermoluminescence properties of strontium pyrophosphate doped with metals
Metal katkılı stronsiyum pirofosfat sentezi, karakterizasyonu ve ısısal ışıma özelliklerinin incelenmesi
- Tez No: 259199
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYŞEN YILMAZ, PROF. DR. GÜLHAN ÖZBAYOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Maden Mühendisliği ve Madencilik, Chemistry, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2009
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
Stronsiyum pirofosfat, ışıma, floresan, dielektrik, yarı-iletken, katalizör, manyetik ve iyon değişim özelliklerinin bir sonucu olarak endüstride geniş bir kullanım alanına sahiptir. Isısal ışıma dozimetrisi de bu alanlardan birisidir. Araştırma grubumuzun stronsiyum pirofosfatın ısısal ışıma özellikleri üzerine yakın zamanda yaptığı çalışmalar sonucunda, stronsiyum pirofosfatın bazı nadir toprak elementleri ile katkılandığında radyasyon dozimetrisinde kullanmaya yetecek ölçüde ısısal ışıma özelliği gösterdiği bulunmuştur. Bu araştırmada stronsiyum pirofosfat sentezlenmiş ve elde edilen ürün bakır-gümüş, bakır-indiyum ve mangan-praseodim iyonları ile katı hal reaksiyonu kullanılarak katkılandırılmıştır. Bu işlemlerin ardından katkılı ve katkısız stronsiyum pirofosfatın karakterizasyonu ve ısısal ışıma özelliklerinin incelenmesi gerçekleştirilmiştir.Belirli miktarlarda tartılan stronsiyum karbonat ve amonyum dihidrojen fosfat karıştırılmış ve agat havan yardımıyla toz haline getirilmiştir. Bu işlemin ardından elde edilen karışım 14,5 saat boyunca 900?C'de ısıtılmıştır. Katkı işlemi için sentezlenmiş stronsiyum pirofosfat ve farklı miktarlarda bakır oksit, indiyum oksit, gümüş nitrat, mangan oksit ve praseodim oksit ile karıştırılarak bir arada öğütülmüştür. Karışım daha sonra 11 saat boyunca 950?C'de ısıtılmıştır.Katkılı ve katkısız stronsiyum pirofosfat numunelerinin karakterizasyonu için XRD uygulanmıştır. FTIR ile bağ yapılarının katkılama işleminden etkilenip etkilenmediği incelenmiştir. Numunelerin ısıl özellikleri DTA yardımıyla incelenmiştir. Bileşiklerin morfolojisi ise SEM yardımıyla incelenmiştir. Bu işlemlerin ardından ısısal ışıma çalışmaları gerçekleştirilmiştir.Numunelerin XRD grafikleri, metal oksitlerin eklenmesi ile stronsiyum pirofosfatın hkl-310 pikinin şiddetinin arttığını göstermiş; fakat metal oksitlerin kendi piklerinin hiçbiri gözlenmemiştir. Metal oksitlerin eklenmesi FTIR sonuçlarında herhangi bir değişikliğe yol açmamıştır; bu durum da matris yapısındaki anyonik kısım olan stronsiyum pirofosfatın yapısal kararlılığa sahip olduğunu göstermektedir. Buna ek olarak malzemenin ısıl analizi ile morfolojik incelenmesi de yapılmıştır. Kimyasal içeriği farklı olan her numune için TLD sonuçlarının farklı olduğu bulunmuştur. TLD ölçümleri sonucunda elde edilen ısl ışıma eğrisine göre; en belirgin ve radyasyon dozimetrisi için en uygun pik olan 160?C'deki pik, %7 mangan oksit ve %1 praseodim oksit katkılı numunede gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Strontium pyrophosphate is a promising phosphate that is used widely in the industry as a result of its luminescent, fluorescent, dielectric, semi-conductor, catalyst, magnetic and ion exchange properties. Thermoluminescent dosimetry (TLD) is one of such areas. Recent researches in METU on thermoluminescence property of strontium pyrophosphate showed that strontium pyrophosphate could give enough intensity for radiation dosimetry when doped with oxides of some rare-earth elements. In this study strontium pyrophosphate was synthesized and the product was doped with copper-silver, copper-indium and manganese-praseodymium ions by solid-state reaction. In addition to these processes, characterization and the investigation of thermoluminescence properties of strontium pyrophosphate with and without dopants was conducted.Stoichiometric quantities of strontium carbonate and ammonium dihydrogen phosphate were weighed, mixed and ground by agate mortar. Afterwards, the mixture was heated at 900?C for 14.5 hours. For doping process, synthesized strontium pyrophosphate and different amounts of copper oxide, indium oxide, silver nitrate, manganese oxide and praseodymium oxide were weighed and powdered together. Then, mixture was heated at 950?C for 11 hours.For characterization of strontium pyrophosphate samples with and without dopants; X-ray Diffraction (XRD) was implemented. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) was used to determine whether the bond structures were affected from doping or not. Thermal properties of the samples were investigated with the help of Differential Thermal Analysis (DTA). Morphology of compounds was observed by Scanning Electron Microscope (SEM). Afterwards thermoluminescence (TLD) studies were carried out.XRD pattern of samples showed that the intensity of hkl-310 peak of strontium pyrophosphate increased with the inclusion of metal oxides, however none of the characteristic peaks of metal oxides was observed. Addition of metal oxides caused no change in FTIR meaning that the anionic part of matrix compound, which is strontium pyrophosphate, has structural stability. Thermal analysis and morphological investigation of this material were performed. TLD results were different for each sample, which has different content. The most significant peak, which is suitable for radiation dosimetry was observed at 160?C in the glow curve with the sample doped with 7% manganese oxide and 1% praseodymium oxide.
Benzer Tezler
- Nadir toprak elementi katkılı stronsiyum (itriyum, gadolinyum) borat fosforların sentezi ve lüminesans özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and investigation of luminescence characterization of rare earth doped strontium (yttrium and gadolinium) borate phosphors
MERVE ÖZKARADEMİR
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Fizik ve Fizik MühendisliğiCelal Bayar ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ARZU EGE
- Nadir toprak elementleri ile katkılandırılmış kompozit ince filmlerin sentezi, yapısal karakterizasyonu ve optik özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and structural characterization of composite thin films doped with rare earth elements and investigation of optical properties
NESLİHAN AKKUŞ ERZURUM
Doktora
Türkçe
2020
Fizik ve Fizik MühendisliğiEge ÜniversitesiNükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ALİ ASKER ASLANİ
- Aluminat bazlı nanofosforların sentezi ve ışıma özelliklerinin incelenmesi
Synthesis of aluminate based nanophosphors and investigation of their luminescence properties
HÜMEYRA KARUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
KimyaMehmet Akif Ersoy ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. FATİH MEHMET EMEN
- Investigation of infrared phosphorescence properties of chromium doped lanthanum gallogermanate phosphors sythesized by sol-gel method
Sol-gel yöntemi ile sentezlenen krom katkılı lantan galogermanat fosforlarının kızılötesi fosforesans özelliklerinin incelenmesi
BURCU CAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SOLAK
- Development of new thermoluminescent dosimeters for neutron measurements
Nötron ölçümleri için yeni termolüminesans dozimetrelerin geliştirilmesi
SERA İFLAZOĞLU
Doktora
İngilizce
2017
Fizik ve Fizik MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET NECMEDDİN YAZICI
DOÇ. DR. VURAL EMİR KAFADAR