[發明專利]一種可用于溫度測量的溫度敏感涂料及其制備方法

在審

• 申請號: 201611243341.7
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN108610825A
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發明（設計）人: 孔榮宗;李成宇;張扣立;龐然;周嘉穗;馬曉偉;賈國鵬
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心超高速空氣動力研究所
• 主分類號: C09D133/02
• 分類號: C09D133/02;C09D183/04;C09D163/00;C09D167/00;C09D167/08;C09D161/20;C09D161/06;C09D7/61;C09D5/22
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 李東斌

本發明涉及溫度敏感發光涂料技術領域，具體公開了一種可用于溫度測量的溫度敏感涂料及其制備方法。一種可用于溫度測量的溫度敏感涂料，該溫度敏感涂料包括發光材料和基質涂料，其中，發光材料為Sr_1.9?xZn_0.1CeO₄:xRE，x為0.0001?0.1范圍內的數值，RE為Eu³⁺，Sm³⁺中的任意一種或兩種；發光材料與基質涂料混合形成溫度敏感涂料。本發明所述的一種可用于溫度測量的溫度敏感涂料及其制備方法，可通過紫外線激發，使溫度敏感涂料在不同溫度下，顯示不同顏色，實現物體表面溫度測量的目的。

技術領域

本發明屬于溫度敏感發光涂料技術領域，具體涉及一種可用于溫度測量的溫度敏感涂料及其制備方法。

背景技術

溫度是最常見的測量項目,是表征物體冷熱程度的一種物理量，是工業生產和科學實驗中最普遍、最重要的熱工參數之一。傳統上一般采用點式傳感器，如熱電阻、熱電偶等進行溫度的測量。在一些復雜環境下，溫度變化比較劇烈，則點式傳感器測量方法由于其空間分辨率較低，難以捕捉到精細的溫度變化而不能滿足試驗的需求。例如復雜外形的高超聲速飛行器的熱環境風洞試驗中，模型表面由于外形變化引起的氣動加熱不同，其表面溫度可能存在很大的變化，依靠傳統的安裝溫度傳感器的方法進行測量，要想對溫度/熱流分布進行全面的測量難度很大。首先其空間分辨率有限；其次在復雜結構的模型上傳感器的安裝變得困難且容易破壞模型外形，增加粗糙度；最后傳感器的安裝需要耗費巨大的人力和時間成本。在這種情況下，迫切需要開發能夠實現高空間分辨率的溫度測量的方法。

使用發光材料作為測溫材料的研究近年來引起了人們的極大關注。發光是指這樣一種物理現象：當材料中處于基態的電子吸收能量(光、熱等)時被激發至激發態，這些處于激發態的電子，通常以輻射躍遷方式或無輻射躍遷方式再回到基態，就產生發光。有些發光材料的發光特性與所處的環境溫度存在較強的對應關系，將其添加粘結劑等制成涂料噴涂于待測件表面，即可通過測量發光材料的發光特性變化，定性、定量獲得待測件的溫度信息。所以，發光材料可用來作為溫度探測材料。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可用于溫度測量的溫度敏感涂料及其制備方法，利用涂料發光強度隨溫度的變化特征，解決物體表面溫度測量的目的。

本發明的技術方案如下：一種可用于溫度測量的溫度敏感涂料，該溫度敏感涂料包括發光材料和基質涂料，其中，發光材料為Sr_1.9-xZn_0.1CeO₄:xRE，x為0.0001-0.1范圍內的數值，RE為Eu³⁺，Sm³⁺中的任意一種或兩種；發光材料與基質涂料混合形成溫度敏感涂料。

所述的基質涂料包括有機硅體系，或聚丙烯酸體系，或環氧樹脂體系，或聚脂體系、或氨基樹脂體系，或醇酸樹脂體系或酚醛樹脂體系中的涂料。

所述的發光材料在整個溫度敏感涂料中的質量百分比為20％～60％。

所述的溫度敏感涂料可在小于400納米的紫外燈激發下發光。

所述的溫度敏感涂料可探測從0攝氏度到200攝氏度的溫度范圍。

一種可用于溫度測量的溫度敏感涂料制作方法，該方法具體包括：

將質量百分比為A的Sr_1.9-xZn_0.1CeO₄:xRE發光材料研磨，并加入到質量百分比為B的基質涂料中，攪拌均勻，即可獲得該溫度敏感涂料，其中，x為0.0001-0.1范圍內的數值，RE為Eu³⁺，Sm³⁺中的任意一種或兩種；A的數值范圍為20％-60％，A+B＝100％；基質涂料為有機硅體系，或聚丙烯酸體系，或環氧樹脂體系，或聚脂體系、或氨基樹脂體系，或醇酸樹脂體系或酚醛樹脂體系中的任意一種。