一种高亮度且颜色可调的机械发光材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高亮度且颜色可调的机械发光材料及其制备方法。该发光材料用A

A high luminance and color adjustable mechanical luminescent material and its preparation method

The present invention discloses a high brightness and color adjustable mechanical luminescent material and a preparation method. The luminescent material is used in A

【技术实现步骤摘要】
一种高亮度且颜色可调的机械发光材料及其制备方法
本专利技术涉及一种高亮度且颜色可调的机械发光材料及其制备方法，具体涉及一种可在机械力作用下产生高亮度、多色化发光的材料及其制备方法。
技术介绍
机械发光是指材料在受到研磨、挤压、冲击、摩擦等机械刺激时所引起的光发射现象。机械发光材料在力学传感、工程与生物结构损伤探测、应力记录与内应力检测、风能利用等方面具有很大的应用价值，其研究近年来受到广泛关注（参见：C.-N.Xu,T.Watanabe,M.AkiyamaandX.-G.Zheng,AppliedPhysicsLetters,1999,74,2414;D.Peng,B.ChenandF.Wang,ChemPlusChem,2015,80,1209-1215）。目前已报道的机械发光材料包括有机和无机两大类，其中，有机体系机械发光材料合成过程复杂、发光不稳定，且该类材料的机械发光均伴随着大尺寸晶体的表/界面断裂与结构坍塌，因而其机械发光过程不可逆，难以实现有效利用。目前已开发的无机体系机械发光材料虽然合成过程较为简便，但仍然存在着材料种类单一、发光颜色单调、发光强度低等问题。因此，迫切需要开发出高亮度且发光颜色丰富的无机体系机械发光材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现阶段无机体系机械发光材料种类单一、发光颜色单调、发光强度低的问题，提供一种高亮度且颜色可调谐的无机机械发光材料及其制备方法。一种高亮度且颜色可调的机械发光材料，其特征在于该发光材料用A1-xLnxBAl3O7表示，其中A代表元素Ca或Sr，B代表元素La或Y，Ln代表Ce、Tb、Dy、Pr以及Eu中的一种，x的取值范围为0≤x≤0.01。本专利技术所述的发光材料为粉体材料，在摩擦力、压力或冲击力的作用下可以产生明亮的机械发光，通过调节其化学组成可以获得丰富的发光颜色。一种高亮度且颜色可调的机械发光材料的制备方法，其特征在于该方法依次步骤为：1）以A1-xLnxBAl3O7表示，其中A代表元素Ca或Sr，B代表元素La或Y，Ln代表Ce、Tb、Dy、Pr以及Eu中的一种，x的取值范围为0≤x≤0.01，按照A元素的碳酸盐，B元素、Ln元素以及Al元素的氧化物为原料，按照化学计量比称取后，进行充分研磨，获得混合物样品；2）将步骤1中的混合物样品置于高温管式炉中，在氢气与氮气混合还原气氛中进行煅烧，待反应完全后冷却至室温，经研磨得到机械发光粉体材料。上述步骤2）中氢气与氮气的体积比为1:8-10。上述步骤2）中的煅烧温度为1500-1700℃，煅烧时间为3-5小时。本专利技术的发光材料在摩擦力、压力或冲击力的作用下可以产生明亮的机械发光，并且通过改变材料的化学组成可以实现机械发光颜色的调控，解决了现阶段无机体系机械发光材料种类单一、发光颜色单调、发光强度低等问题。本专利技术所述的机械发光材料A1-xLnxBAl3O7,其发光性能在于：1）制备的A1-xLnxBAl3O7（A=Sr、Ca;B=La、Y;Ln=Ce、Tb、Dy、Pr、Eu;x=0）材料在摩擦力、压力或冲击力作用下表现出明亮的蓝色发光；2）制备的A1-xLnxBAl3O7（A=Sr、Ca;B=La、Y;Ln=Ce、Tb、Dy、Pr、Eu;x=0.01）材料在摩擦力、压力或冲击力作用下表现出明亮的蓝色、绿色、红色或白色发光。附图说明图1为制备的A1-xLnxBAl3O7（A=Sr、Ca;B=La、Y;Ln=Ce、Tb、Dy、Pr、Eu;x=0）机械发光材料在表面摩擦作用下的发射光谱及照片。图2为制备的A1-xLnxBAl3O7（A=Sr、Ca;B=La、Y;Ln=Ce、Tb、Dy、Pr、Eu;x=0.01）机械发光材料在表面摩擦作用下的发射光谱及照片。图3为制备的A1-xLnxBAl3O7（A=Sr、Ca;B=La、Y;Ln=Ce、Tb、Dy、Pr、Eu;x=0.01）机械发光材料在表面摩擦作用下的发射光谱及照片。图4为制备的A1-xLnxBAl3O7（A=Sr、Ca;B=La、Y;Ln=Ce、Tb、Dy、Pr、Eu;x=0.01）机械发光材料在表面摩擦作用下的发射光谱及照片。具体实施方式实施例1:A1-xLnxBAl3O7（A=Ca;B=Y;Ln=Ce、Tb、Dy、Pr、Eu;x=0）机械发光材料的制备称取CaCO30.6005克、Al2O30.9176克、Y2O30.6773克，在玛瑙研钵中充分研磨，之后转移至刚玉坩埚，在氢气和氮气比例为1:9的还原气氛下进行煅烧，煅烧温度为1600℃，保温时间为4小时，待反应完成后，冷却至室温，将样品取出，转移至陶瓷研钵充分研磨，最后得到CaYAl3O7机械发光粉体。实施例2：A1-xLnxBAl3O7（A=Ca;B=Y;Ln=Ce;x=0.01）机械发光材料的制备将实施例1中“CaCO30.6005克”换成“CaCO30.5945克”，再增加“Ce2O30.0103克”，改变煅烧温度为1550℃，保温时间为4.5小时，其余制备条件与实施例1相同，得到Ca0.99Ce0.01YAl3O7机械发光粉体材料。实施例3：A1-xLnxBAl3O7（A=Ca;B=Y;Ln=Tb;x=0.01）机械发光粉体材料的制备将实施例1中“CaCO30.6005克”换成“CaCO30.5945克”，再增加"Tb4O70.0111克”，改变煅烧温度为1500℃，保温时间为4小时，其余制备条件与实施例1相同，得到Ca0.99Tb0.01YAl3O7机械发光粉体材料。实施例4至实施例18：制备条件与以上实施例皆相同，其化学组成和机械发光颜色都列于表1中。表1实施例1-18的化学式和机械发光颜色。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高亮度且颜色可调的机械发光材料，其特征在于该发光材料用A

【技术特征摘要】
1.一种高亮度且颜色可调的机械发光材料，其特征在于该发光材料用A1-xLnxBAl3O7表示，其中A代表元素Ca或Sr，B代表元素La或Y，Ln代表Ce、Tb、Dy、Pr以及Eu中的一种，x的取值范围为0≤x≤0.01。2.如权利要求1所述的一种高亮度且颜色可调的机械发光材料的制备方法，其特征在于该方法依次步骤为：1）以A1-xLnxBAl3O7表示，其中A代表元素Ca或Sr，B代表元素La或Y，Ln代表Ce、Tb、Dy、Pr以及Eu中的一种，x的取值...

【专利技术属性】
技术研发人员：王赵锋，杜宜德，王福，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃,62