Fabrication of nano-crystalline undoped and some lanthanide ions (Eu³? and Sm³?) doped calcium pyroborate ceramic powders.

Bu çalışmada, nano-kristalin katkısız ve bazı lantanit iyonu (Eu³? and Sm³?) katkılı kalsiyum piroborat seramik tozların üretimi, başlangıç malzemeleri, kalsiyum nitrat ve borik asit, nadir toprak metalleri ve çeşitli yakıtlar (üre, tartarik asit, glisin, sitrik asit, HMTA) kullanılarak çözeltide yanma sentezi (SCS) yöntemiyle başarıyla sentezlendi. Nadir toprak metallerinin farklı konsantrasyonları olarak; Eu³?(0,005, 0,01, 0,02, 0,05) ve Sm³?(0,005, 0,01, 0,015) uygulandı. Ürünler, X-Işını Kırınımı (XRD) ve Kızılötesi spektroskopisi (FTIR) kullanılarak karakterize edildi. Çeşitli yakıt kaynaklarının ve değişen sıcaklık aralıklarının (400-900C°) sentezlenen ürünlerin yapısal özelliklerine etkisi XRD tekniği kullanılarak analiz edilmiş ve bor-oksijen bağının etkisini belirlemek için FT-IR analizi yapılmıştır. Verilere dayanarak, 900°C'de tek fazlı alfa formunda katkısız ve bazı lantanit iyonu (Eu? and Sm³?) katkılı kalsiyum piroboratların, monoklinik kristal yapısıyla oluştuğu belirlendi. FT-IR verilerinin belirlenmesiyle, kalsiyum piroboratların bağ değişikliği, üçgen [BO?]3? yapısının B–O germe modlarına atfedilen >1000 cm?1 civarında gözlendi. Ayrıca 600 ila 820 cm?1 arasındaki bantların, BO? gruplarının B-O bağının bükülme titreşiminden kaynaklandığı saptandı.

In this study, nano-crystalline undoped and some lanthanide ion (Eu? and Sm³?) doped calcium pyroborate ceramic powders production were successfully synthesized by solution combustion synthesis (SCS) method using calcium nitrate, boric acid, rare earth metals, and several fuels (urea, tartaric acid, glycine, citric acid and HMTA) as starting materials. Different concentrations of rare earth metals were applied such as Eu³? (0.005, 0.01, 0.02, 0.05) and Sm³?(0.005, 0.01, 0.015). The characterization processes of products were analyzed using X-Ray Diffraction (XRD) and Infrared spectroscopy (FTIR). The impact of several fuel resources and annealing temperatures (400-900 °C) on the structural features of the synthesized products was examined by the XRD technique. Based on the XRD data, it was found that the single-phase alpha forms of undoped and lanthanide ion doped calcium pyroborates were fabricated at 900 °C with monoclinic crystal structure. Examining the FT-IR spectra, the bond variation of calcium pyroborates were observed at >1000 cm?1 assigned to the B–O stretching modes of the triangular [BO?]3? . It was also determined that the bands betweeen 600 to 820 cm?1 originated from the bending vibrational motions of B-O bond of BO? groups.