[發明專利]一種氧硫化物彈性應力發光材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201910955682.4
• 申請日: 2019-10-09
• 公開（公告）號: CN110628423B
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 莊逸熙;陳昌健;周天亮;解榮軍
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: C09K11/56
• 分類號: C09K11/56
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所(普通合伙) 35200
• 代理人: 馬應森

一種氧硫化物彈性應力發光材料及其制備方法，屬于無機發光材料領域。所述氧硫化物彈性應力發光材料的化學表達通式為Sr_1?xZn_2?yS₂O:A_x,B_y，其中,0≤x≤1，0≤y≤2，x和y表示摩爾百分含量，且x和y不同時為零；A為稀土離子Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm或Yb等中的至少一種；B為過渡金屬離子Mn或Cu中的至少一種。制備：各金屬元素按照其化學計量比稱取原料，在瑪瑙缽中研磨、混合均勻，混合粉體置于氧化鋁坩堝中，在保護氣氛或真空下升溫至800～1200℃，保溫10～48h，隨爐自然冷卻至室溫；冷卻后的粉體研磨即得氧硫化物彈性應力發光材料。

技術領域

本發明屬于無機發光材料領域，尤其是涉及一種氧硫化物彈性應力發光材料及其制備方法。

背景技術

應力發光(Mechanoluminescence，簡稱ML)材料指在各種機械力(諸如擠壓，摩擦，撞擊，拉伸，扭曲)作用下產生發光的固體材料。根據材料的形變程度和是否可恢復，應力發光材料分為破壞性的斷裂應力發光和非破壞性形變應力發光材料，非破壞性形變應力發光材料又可分為彈性應力發光材料和塑性應力發光材料。其中彈性應力發光具有可重復、發光強度正比應力大小、靈敏度高等優點，在建筑物結構探傷、電子簽名系統、電子皮膚等領域具有極大的應用潛力。

自從1605年Bacon等人用刀劃方糖塊時偶爾地發現應力發光這一奇特的現象以來，材料研究學者們針對應力發光材料的組成、結構、機理和應用等方面開展了大量的工作，發現了大量的應力發光材料。遺憾的是，絕大多數應力發光材料屬于斷裂應力發光或塑性應力發光，且多數材料的應力發光強度極其微弱，無法應用于實際生產生活中。目前已被應用的應力發光材料均為彈性應力發光材料，種類限于以下幾種：SrAl₂O₄:Eu(綠光)、ZnS:Mn(黃光)；ZnS:Cu(藍綠光)、CaZnOS:Mn(紅光)等。當前，彈性應力發光材料的研究主要存在以下幾個問題：(1)可恢復性的彈性應力發光材料的種類較少；(2)已知的彈性應力發光材料的發光強度較多，難以達到應用要求；(3)應力發光材料的機理尚不明確，應力發光材料的開發設計較為困難。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術存在的上述不足，提供一種氧硫化物彈性應力發光材料及其制備方法。

所述氧硫化物彈性應力發光材料的化學表達通式為Sr_1-xZn_2-yS₂O:A_x,B_y，其中,0≤x≤1，0≤y≤2，x和y表示摩爾百分含量，且x和y不同時為零；A為稀土離子Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm或Yb等中的至少一種；B為過渡金屬離子Mn或Cu中的至少一種。

優選的，所述氧硫化物彈性應力發光材料組成0≤x≤0.05，0≤y≤0.1，且x和y不同時為零。

所述氧硫化物彈性應力發光材料的晶體結構屬于斜方晶系。

所述氧硫化物彈性應力發光材料無需進行預先的紫外光或可見光照射，直接對其施加應力即可出現應力發光。

所述氧硫化物彈性應力發光材料無需進行預先的紫外光或可見光照射，對其粉體施加應力、或者對粉體與彈性高分子材料混合后制得的薄膜或圓柱體施加應力，在材料的彈性極限內出現應力發光。

對所述氧硫化物彈性應力發光材料施加的應力包括但不限于摩擦、壓縮、拉伸、完全、撞擊、扭轉、超聲等機械作用。

所述氧硫化物彈性應力發光材料的應力發光強度與施加的應力大小呈線性關系。

一種氧硫化物彈性應力發光材料的制備方法，包括以下步驟：