Geri Dön

Nadir toprak element katkılı ekonomik Beta-SiAlON fosfor tozlarının sentezi ve karakterizasyonu

The synthesis and characterization of rare-earth doped cost effective Beta-SiAlON phosphor powders

PDF İndir

  1. Tez No: 420312
  2. Yazar: PELİN ÇAĞIM TOKAT
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. HİLMİ YURDAKUL, PROF. DR. SERVET TURAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Seramik Mühendisliği, Ceramic Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2015
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Dumlupınar Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 129

Özet

Işık yayan diyotlar (LED'ler) katı hal aydınlatma sistemlerinin bir türü olup, düşük enerji tüketimi, uzun servis ömrü, ısı ve titreşim şoklara dayanıklı, kızılötesi ve ultraviyole radyasyon içermemesi, çevre dostu olması gibi üstün özellikleri nedeniyle yeni nesil aydınlatma sistemleri olarak adlandırılır. Son yıllarda LED uygulama alanlarında SiAlON fosfor tozları da tercih edilmeye başlanmıştır. Bunun nedeni, yer değiştirmiş Al ve O atomlarının sayesinde Eu, Yb, Ce ve Pr gibi çeşitli nadir toprak (RE) element atomları -SiAlON kristal yapılarında farklı türde ara-yer atomik boşluklarına yerleşebilmesidir. Bu sayede, kafes içerisinde yer alan RE element atomlarının ultraviyole (UV) ve mavi ışık ile uyarılmaları sonucunda, RE atomlarının elektronik yapılandırma geçişlerine (4f5d gibi) bağlı olarak elektromanyetik spektrumun çok geniş dalga boyu aralığında (400–700 nm) mükemmel bir yayınım sergiledikleri keşfedilmiştir. Fakat üretimlerinde, Si3N4, AlN, SiO2 ve Al2O3 gibi yüksek saflıkta hammaddeler kullanılmasının yanı sıra, gaz basınçlı sinterleme (GPS), izostatik sıcak presleme (HP) gibi üretim metodları kullanılarak yüksek sıcaklıkta üretilmesinden dolayı maliyeti oldukça yüksektir. Bu tezin amacı, LED uygulamalarında kullanılmak üzere farklı dalga boyu aralıklarında yayınım gösterebilecek farklı RE elementleri (Yb+2, Sm+2 ve Ce+3) ile aktive edilmiş -SiAlON fosfor tozlarını doğal kaolen hammaddesinden CRN tekniğini kullanarak düşük maliyetle sentezlemek ve elde edilecek ürünleri karakterize etmektir. Bu amaç doğrultusunda numuneler farklı kompozisyonlar, katkı miktarları, sinterleme sıcaklıkları ve süreleri denenerek üretilmiştir. Üretilen -SiAlON fosfor tozlarının faz içeriği ve yüzde miktarları X-Işını kırınım (XRD) tekniği ve Rietveld analizi ile belirlenmiştir. Başarılı tozların hızlandırma ve yayınım dalga boylarını içeren fotolüminesans (PL) ölçümleri bir flüoresan spektrometresi, mikroyapı incelemeleri ise taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve geçirimli elektron mikroskobu (TEM) esaslı analitik (enerji saçınımlı X-Işını (EDX)) teknikleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen veriler değerlendirildiğinde, her katkılanan toz için tek faz Yb+2, Sm+2 ve Ce+3 katkılı -SiAlON elde edilmiş, β-SiAlON: Yb+2 tozu 520-570 nm arasında yeşil ve yeşilimsi sarı renklere karşılık gelen geniş bir yayınım spektrumu sergilerken, β-SiAlON: Sm+2 tozu 645-700 nm arasında geniş bir kırmızı yayınım spektrumu sergilemiş, β-SiAlON: Ce+3 tozu ise 460-510 nm arasında geniş bir mavi yayınım spektrumu sergilemiştir.

Özet (Çeviri)

The light emitting diodes (LEDs), which are a kind of solid-state lighting systems, are called next generation lighting systems due to their oustanding properties that are low energy consumption, long service life, high impact and vibration resistance, infrared and ultraviolet radiation-free, eco friendly. Recently, SiAlON phosphor powders has been begun to preferred in the LED application areas. Because of that, various rare earth (RE) elements' atoms, such as Eu, Yb, Ce, Tb, Sm and Pr can be incorporated into a number of interstitial sites existing in β-SiAlON crystal structures due to Al and O substitution. In this way, it was discovered that, RE elements' atoms, located within the lattice structure, show excellent emission between a wide wavelength range of the electromagnetic spectrum (400-700nm) depending on electronic transition (4f5d) as a result of ultraviolet and/or blue light excitation. However, because of it is produced at high temperature by utilizing such methods GPS (Gas Pressure Sintering), HP (Hot Pressing), in addition to using high quality raw metarials. The aim of this thesis, is to synthesize, for the first time in the literature, RE activated β-SiAlON phosphor powders, having a broad wavelength emission to be used in LED applications as a low-cost high-technology materials, derived from naturally occurring kaolin raw materials via CRN technique. phase composition and quantitative analysis of β-SiAlON phosphor powders were been determined by XRD and Rietveld methods. The photoluminescence properties of synthesized SiAlON phosphors were been performed by florescence spectrometer using excitation and emission wavelength coming from samples. Also, microstructural examinations were been carried out with a scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscopy (TEM)-based analytical (energy dispersive X-ray (EDX)) techniques. When the obtained data were evaluated for each doping powder, single phase Yb+2, Sm+2 and Ce+3 doped β-SiAlON been attained, β-SiAlON:Yb+2 powder exhibited a wide range of broadcast spectrum between 520-570 nm corresponding to green and greenish yellow, β-SiAlON:Sm+2 exhibited red powder wide range of broadcast spectrum between 645-700 nm, lastly β-SiAlON:Ce+3 powder showed a large blue broadcast spectrum between 460-510 nm.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    456942

    Alfa-SiAlON fosfor tozlarının ekonomik sentezi ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) esaslı teknikler ile karakterizasyonu

    The cost-effective synthesis and characterization of alpha-SiAlON phosphor powders via scanning electron microscopy (SEM) based techniques

    MUAMMER HACILAR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Seramik MühendisliğiDumlupınar Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HİLMİ YURDAKUL

  2. Tez No

    442166

    Microwave assisted solid state synthesis of rare earth ions doped LaBO3, YBO3 and GdBO3, their characterizations and investigations of luminescence properties

    Nadir toprak iyonları ile katkılı LaBO3, YBO3 ve GdBO3 orthoboratların mikrodalga yardımlı katı hal sentezi karakterizzasyonu ve lüminesans özelliklerinin araştırılması

    METEHAN SEVEROĞLU

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    KimyaOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞEN YILMAZ

    DOÇ. DR. OKAN ESENTÜRK

  3. Tez No

    774660

    Demir (Fe) katkılı manyetik jel üretimi ve atık NdFeB esaslı çözeltilerden neodimyum (Nd) geri kazanımı

    Production of iron (Fe) dopped magnetic gel and recovery of neodymium (Nd) from waste NdFeB-based solutions

    EMİRCAN UYSAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEBAHATTİN GÜRMEN

  4. Tez No

    899995

    Ce katkılı nanoyapılı ZnO filmlerinin sentezi ve fotokatalitik aktivitesi

    Synthesis of Ce doped nanostructured ZnO films and photocatalytic activity

    LEYLA KABA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SENİYE KARAKAYA

  5. Tez No

    639834

    Sitrat nitrat yöntemiyle seryum oksit esaslı elektrolit malzemelerin hazırlanması ve karakterizasyonu

    Preparation and characterization of cerium oxide based electrolyte materials by citrate nitrate method

    EMİNE ELİF OCAKCI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ALİ FARUK ÖKSÜZÖMER

Geri Dön