آلومینات استرانسیوم یک ترکیب شیمیایی به شکل پودر زرد کمرنگ بی بو و غیرقابل اشتعال می باشد که دارای ساختار مونوکلینیک است. هنگامی که این ماده با یک دوپانت مناسب فعال می شود، به عنوان مثال با یوروپیوم (Eu)، با ماندگاری طولانی خاصیت فسفرسانس به عنوان یک فسفر نورساز عمل می کند.
آلومینات های استرانسیم در ترکیب های دیگر از جمله SrAl۴O۷ (مونوکلینیک)، Sr۳Al۲O۶ (مکعبی)، SrAl۱۲O۱۹ (شش ضلعی)، و Sr۴Al۱۴O۲۵ (ارتورمبیک) وجود دارد.
قبل از بررسی عملکرد اصلی آلومینات استرانسیوم لازم به ذکر است که می توان از آن برای ساخت سیمان تخصصی استفاده کرد که می تواند دمای حداکثر ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد را تحمل کند و به همین دلیل، این سیمان برای ذخیره طولانی مدت زباله های رادیواکتیو مورد توجه قرار گرفته است.
خواص و مشخصات شناسایی آلومینات استرانسیوم
| خواص | مشخصات |
| شکل فیزیکی پودر زرد کمرنگ | فرمول شیمیایی SrAl۲O۴ |
| دانسیته (g/cm۳) ۳/۵۵۹ | وزن مولکولی (g/mol) 205/58 |
| حلالیت در آب کم | شماره (CAS No) ۱۲۰۰۴-۳۷-۴ |
خاصیت فسفرسانس
برای بسیاری از اهداف مبتنی بر فسفرسانس، استرانسیوم آلومینات یک فسفر بسیار برتر از سولفید روی فعال شده با مس است که حدود ۱۰ برابر روشن تر و درخشان تر است که اغلب برای درخشش در اسباب بازی های تیره استفاده می شود.
با این حال، این ماده دارای سختی بالایی است و باعث سایش ماشین آلات مورد استفاده در پردازش آن می شود. تولید کنندگان اغلب هنگام افزودن ذرات به یک پلاستیک، آنها را با یک روان کننده مناسب می پوشانند. از آلومینات های مختلف می توان به عنوان ماتریس میزبان استفاده کرد، این امر بر طول موج انتشار یون یوروپیوم و از طریق تعامل کووالانسی آن با اکسیژن های اطراف و تقسیم میدان کریستالی سطوح انرژی مداری ۵ بعدی تأثیر می گذارد.
فسفرهای آلومینیوم استرانسیوم رنگ های سبز و آبی ایجاد می کنند، جایی که رنگ سبز بالاترین روشنایی و طولانی ترین زمان درخشندگی را در آب ایجاد می کند. طول موج تحریک برای استرانسیوم آلومینات بین ۲۰۰ تا ۴۵۰ نانومتر است. طول موج برای فرمول سبز آن ۵۲۰ نانومتر است، نسخه آبی یا سبز آبی آن ۵۰۵ نانومتر و آبی آن ۴۹۰ نانومتر ساطع می کند.
آلومینات استرانسیوم را می توان برای فسفر در طول موج های طولانی تر (زرد تا قرمز) نیز فرموله کرد، اگرچه چنین انتشاراتی اغلب کم نورتر از میزان فسفرسانس رایج در طول موج های کوتاهتر می باشند. شدت تابش بستگی به اندازه ذرات دارد و به طور کلی، هرچه ذرات بزرگتر باشند، درخشندگی بهتری دارند.
انواع کاربردهای آلومینات استرانسیوم
نانوذرات آلومینات استرانسیوم دوپ شده با Eu به عنوان شاخص تنش و ترک در مواد پیشنهاد می شوند، زیرا هنگام قرار گرفتن در معرض تنش مکانیکی (مکانیک لومینسانس) نور ساطع می کنند.
آنها همچنین برای ساخت نانوسازه های مکانیکی و نوری مفید هستند. برای این منظور به ذرات غیر توده ای نیاز است. تهیه آنها به طور معمول دشوار است، اما می توان آنها را با اسپری اولتراسونیک پیرولیز مخلوطی از استرانسیوم و استیل استونات یوروپیوم و از طریق کاهش اتمسفر (آرگون با ۵٪ هیدروژن) تهیه کرد.
آلومینات استرانسیم سریوم و منگنز در هنگام تحریک شدن اشعه ماوراء بنفش و فسفرسانس شدید را در ۵۱۵ نانومتر نشان می دهد که به دلیل همین خاصیت می توان از آن در لامپ های فلورسنت در دستگاه های فتوکپی و سایر تجهیزات استفاده کرد، اضافه کردن مقدار کمی سیلیکون جایگزین آلومینیوم می تواند شدت انتشار را حدود ۵ برابر افزایش دهد.
مواد سازه ای
سیمان آلومینات استرانسیم را می توان به عنوان مصالح ساختمانی نسوز استفاده کرد و از طریق پختن مخلوطی از اکسید استرانسیوم یا کربنات آن با آلومینا در نسبت تقریباً هم مولی در حدود ۱۵۰۰ درجه سانتی گراد تهیه کرد.
این ترکیب می تواند به عنوان سیمان برای بتن نسوز در دمای تا ۲۰۰۰ درجه سانتی گراد و همچنین برای محافظت در برابر اشعه استفاده شود و البته استفاده از آن با در دسترس بودن مواد اولیه محدود می شود. آلومینات های استرانسیوم به عنوان مواد پیشنهادی برای بی حرکتی محصولات شکافت زباله های رادیواکتیو، یعنی استرانسیوم -۹۰ مورد بررسی قرار گرفته اند.
ایجاد درخشش با آلومینات استرانسیوم
پودر آلومینات معمولاً برای ایجاد رنگ در محیط مایع به کار می رود، شرکت خودروسازی نیسان به این روش برای ایجاد روشنایی و رفع مشکل تاریکی خودروی برقی Leaf خود از آن استفاده کرده است.
آلومینات اصلی استرانسیوم دوپ شده با یوروپیوم درخشش سبز ایجاد می کند، در حالی که آلومینات های سنگین تر مانند SrAl۱۲O۱۹ رنگ های آبی چشمگیری ایجاد می کنند. اگرچه عملکرد اصلی درخشندگی آلومینات استرانسیوم سرگرمی است، اما از آن به طور تجربی در آزمایش های تعیین عوامل بیماری زا استفاده می شود.
فرایندی که برای تشخیص ترکیبات با استفاده از تجهیزات کم هزینه معروف به روش سنجش جریان جانبی ایمونوکروماتوگرافی (که در آزمایشات بارداری خانگی استفاده می شود) به کار برده می شود، با استفاده از نانوذرات آلومینات استرانسیوم دوپ شده افزایش یافته است، جایی که توانایی نوردهی داخلی ذرات، نیاز به سخت افزار نوری گران قیمت مورد نیاز را حذف می کند.
کارایی این ماده برای برخی از انواع تجزیه و تحلیل ها، این فناوری را در دسترس بیشتر قرار می دهد. این فرآیند هنوز در حال توسعه است اما نویدبخش آینده می باشد. استرانسیم آلومینات ممکن است ترکیبی نباشد که جهان را تغییر دهد، اما کمی نور به زندگی ما می بخشد 🙂
پوشش استرانسیم آلومینات
روش جدید تهیه پوشش استرانسیوم آلومینات فسفری بر روی آلومینیوم، عنوان مقاله ای می باشد که در سال ۲۰۱۸ منتشر گردیده است. این مطالعه یک رویکرد جدید برای تولید پوشش های فسفری بر روی سطوح فلزی ارائه می دهد و چکیده تصویری آن را در بالا مشاهده می کنید.
آلومینات های استرانسیوم از محبوب ترین مواد فسفرسانس مدرن هستند که پس از مدت ها در دمای اتاق و در طیف وسیعی از لومینسانس در محدوده قابل مشاهده ظاهر می شوند. با این حال علیرغم حجم زیادی از تحقیقات انجام شده، روش های سنتز چنین موادی از نظر انرژی نسبتاً ناکارآمد و دوست دار محیط زیست هستند.
در این مطالعه یک پوشش درخشان طولانی مدت توسط اکسیداسیون الکترولیتی پلاسما روی سطح آلیاژ آلومینیوم تجاری Al6082 آماده شده است. در طول تخلیه های الکتریکی در این فرایند، آلومینات استرانسیم به روشی مشابه واکنش حالت جامد تشکیل می شود. تجزیه پراش پودر اشعه ایکس تایید می کند که فاز مونوکلینیکی SrAl۲O۴ در پوشش وجود دارد.
خواص نوری پوشش بدست آمده با روش های لومینسانس که به طور کلاسیک برای مطالعات لومینوفورها استفاده می شده است مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است و همچنین عملکرد پوشش با پودر آلومینات استرانسیم موجود در بازار مقایسه گردیده است.