一种应力发光元件制造技术

本发明专利技术涉及属于发光材料技术领域，公开了一种应力发光元件。该应力发光元件包括基底和附着在基底上的压力发光薄膜，压力发光薄膜为绿色摩擦发光荧光粉粉末或绿色摩擦发光荧光粉薄片，绿色摩擦发光荧光粉的化学组成通式为Sr3‑x‑yAl2SiO8:xEu

【技术实现步骤摘要】
一种应力发光元件本申请为分案申请，原申请号：2017110616386，原申请日：2017-11-02，原申请专利技术名称：一种绿色摩擦发光荧光粉及其制备方法。
本专利技术属于发光材料
，特别是涉及一种应力发光元件。
技术介绍
由机械压力作用于固体而导致其发光的现象叫摩擦发光，从广义上讲，也可称为机械发光。摩擦发光与其他形式的发光，如热发光和化学发光，经常不容易区别。比如在摩擦发光实验中，作用在晶体上的机械能可以转化为热能，进而引起热发光；或者发生了一个生成激发态产物的化学反应从而导致发光。这些作用分别可被称为摩擦热发光，摩擦化学发光。摩擦发光的定义中也包括了两个硬件互相敲击（或热摩擦）时出现白炽闪光和两种不同物体摩擦时由静电产生电弧的两种发光形式。如早在1675年Picard报道的汞在玻璃表面流动所产生的发光现象就属于此。用于激发摩擦发光的机械能有多种形式，如热震动，它可以产生应力、裂纹和晶体相变；迅速结晶，它也可以产生应力和裂缝；还有由碰撞、摩擦晶体而产生的各向异性压力和流体在固体表面运动等。摩擦发光的历史较长，最早是在十七世纪由FrancisBacon所报道，在他所著的《在学习中进步》一文里记录了最早观察到的摩擦发光晶体，并说摩擦糖块时会放出亮光。利用摩擦发光物质包裹制成的发光材料，可以用来制造压力探测传感器，与光检测元件联合使用，能研制新型压力探测传感器、预报监视器、及某些科学仪器中的显示元件等。而且这种新型的将摩擦压力转换为光度的传感方式，相较于旧式的将摩擦压力转化为电子量，如应变传感和压电式传感，具有非接触感应和电气连接更简单的优势，因而可以更广泛地得到应用。近几年来，一些具有独特的荧光性质、已被用于制造各类荧光材料的化合物又被发现具有摩擦发光性能，它们越来越受到人们的重视。但并不是所有具有良好荧光特性的材料都具有优良的摩擦发光性质，只有某些含有特定的配位体并具有特定的晶体结构的荧光物质才会有摩擦发光特性。一些人试图从晶体结构的角度以及摩擦激发空气来解释并揭示摩擦发光机理，但是至今科学界对此尚无定论。由于摩擦发光的机理至今尚不清楚，所以人们一方面致力于实际应用的开发研究，另一方面努力探索摩擦发光的机理及其动力学过程。
技术实现思路
摩擦发光物质在材料科学领域倍受人们关注。摩擦发光起因于固体力学能量应用的光发射，与固体的光谱结构、力学和电学性质相联系。研究摩擦发光究竟与哪些因素有关，如何选择最合适的实验条件，有目标地合成出摩擦发光体，具有重要的理论和实际意义。为了克服上述现有技术中摩擦发光材料的发光强度较弱等缺点，本专利技术提供了一种具有较高摩擦发光效率的荧光粉材料及其制备方法，该荧光粉具有明显的绿色摩擦发光效果，可用于压力传感器中的压力感应部件。为解决上述现有技术的不足，本专利技术所采用的技术方案如下：一种绿色摩擦发光荧光粉，所述荧光粉的化学组成通式为Sr3-x-yAl2SiO8:xEu2+,yGa3+，x和y的取值范围分别为：0.01≤x≤0.1，0.01≤y≤0.1。特别地，所述荧光粉的发光中心为Eu2+离子，通过引入Ga3+离子使晶格发生畸变，产生缺陷能级，能够有效增强其摩擦发光效果。一种绿色摩擦发光荧光粉的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）配料：以高纯度的SrCO3、SiO2、Al2O3、Eu2O3和Ga2O作为原料，按照化学组成通式Sr3-x-yAl2SiO8:xEu2+,yGa3+中各元素的配比，精确称取各原料；（2）混料：将上述原料放入玛瑙研钵进行研磨混合均匀，研磨时按照总质量比1:1加入无水乙醇作为研磨介质，研磨时间为0.5~1小时；（3）烘干：将上述获得的浆料状混合物置于烘箱中，在80℃条件下保温烘干4小时，干燥完成后取出样品并研磨分散，获得混合均匀的原料；（4）烧结：将所述混合均匀的原料放入高温管式炉中进行烧结，烧结温度为1100~1400℃，烧结时间为4~6小时，升温速率为10℃/min，烧结气氛为5%H2/95%N2的氢氮混合气，烧结完成后随炉冷却至室温，获得烧结体；（5）选粉：将步骤（4）获得的烧结体在玛瑙研钵中研磨粉碎，即得所述一种绿色摩擦发光荧光粉。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术提供了一种绿色摩擦发光荧光粉，其基质组成为Sr3Al2SiO8，通过稀土离子Eu2+掺杂获得了绿色摩擦发光，发光峰位于535nm，便于人类肉眼识别；（2）通过引入Ga3+离子使晶格发生畸变，产生缺陷能级，能够有效增强其摩擦发光效果；（3）本专利技术提供的绿色摩擦发光荧光粉的制备工艺简单，便于工业化生产。本专利技术还公开了一种应力发光元件，采用上述的绿色摩擦发光荧光粉制成的基片。本专利技术还公开了一种应力发光元件，包括基底和附着在基底上的压力发光薄膜，所述的压力发光薄膜为上述的绿色摩擦发光荧光粉粉末或绿色摩擦发光荧光粉薄片。本专利技术还公开了一种应力发光元件包括基底和附着在基底上的压力发光薄膜，所述的压力发光薄膜为绿色摩擦发光荧光粉粉末或绿色摩擦发光荧光粉薄片。作为优选，压力发光薄膜的厚度为1-10mm。本专利技术的基底，可以为刚性基底，也可以为柔性基底。作为优选，所述刚性基底可以选自玻璃、硅、钢铁、陶瓷、水泥、木材和石头，所述柔性基底可以选自PDMS(聚二甲基硅氧烷)膜、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜、PS(聚苯乙烯)膜、PU(聚氨酯)膜、PI(聚酰亚胺)膜和PVA(聚乙烯醇)薄膜。上述的应力发光元件制备方法，包括：将如上所述的绿色摩擦发光荧光粉粉末颗粒的悬浮液涂覆于如上所述的基底上。尽管将如上所述的绿色摩擦发光荧光粉粉末颗粒悬浮液溶剂中制备成悬浮液，然后涂覆于所述基底上即可制备出满足本专利技术要求的传感器，但当所述悬浮液中还含有高分子物质时，最终所制备的传感器的灵敏度和精准度会得到进一步提升。所述绿色摩擦发光荧光粉粉末颗粒的含量也可以在较宽的范围内变化，优选情况下，基于100重量份的所述悬浮液，所述绿色摩擦发光荧光粉粉末颗粒的含量为0.5-10重量份，优选为1-5重量份。优选的，所述高分子物质选自PVA、EVA(乙烯-乙酸乙烯共聚物)、PDMS、PU、PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)、PAM(聚丙烯酰胺)、PVP(聚乙烯吡咯烷酮)、淀粉、纤维素、植物胶、动物胶、羧甲基淀粉、醋酸淀粉、羟甲基纤维素和羧甲基纤维素中的一种或多种。根据本专利技术，所述高分子物质的含量也可以在较宽的范围内变化，优选情况下，基于100重量份的所述悬浮液，所述高分子的含量为1-10重量份，优选为3-8重量份。根据本专利技术，所述溶剂可以为本领域常规使用的各种溶剂，优选选自水、甲醇、乙醇、丙酮、乙二醇、异丙醇、二甘醇、乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、乙二醇丁醚、乙二醇苯醚、乙二醇苄醚、康醇、二甘醇甲醚、二甘醇乙醚、二甘醇丁醚、三甘醇甲醚、双丙酮醇、十三醇、十四醇、邻苯二甲酸二辛酯、醋酸乙酯、醋酸丁酯、环己酮、二甲苯、联二环己烷、环己烷、正丁醇、丁酮、邻苯二甲酸二甲酯和山梨糖醇中的一种或多种。根据本专利技术，将所述绿色摩擦发光荧光粉粉末颗粒的悬浮液涂覆在所述基底表面上的方法可以为本领域常规的选择，例如，可以采用喷涂、旋涂等涂覆方法，也可以采用打印技术。本专利技术在此优选打印技术将绿色摩擦发光荧光粉粉末颗粒的悬浮液印在基底的表面上，从而使得制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应力发光元件，包括基底和附着在基底上的压力发光薄膜，其特征在于，所述的压力发光薄膜为绿色摩擦发光荧光粉粉末或绿色摩擦发光荧光粉薄片，所述的绿色摩擦发光荧光粉的化学组成通式为Sr3‑x‑yAl2SiO8: xEu2+, yGa3+，x和y的取值范围分别为：0.01≤x≤0.1，0.01≤y≤0.1。

【技术特征摘要】
1.一种应力发光元件，包括基底和附着在基底上的压力发光薄膜，其特征在于，所述的压力发光薄膜为绿色摩擦发光荧光粉粉末或绿色摩擦发光荧光粉薄片，所述的绿色摩擦发光荧光粉的化学组成通式为Sr3-x-yAl2SiO8:xEu2+,yGa3+，x和y的取值范围分别为：0.01≤x≤0.1，0.01≤y≤0.1。2.根据权利要求1所述的一种应力发光元件，其特征在于，所述的压力发光薄膜的厚度为1-10...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨道救，
申请(专利权)人：杭州显庆科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33