【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于应力发光材料领域，具体涉及一种基于锰掺杂钙镓化合物的摩擦发光材料及其制备方法
技术介绍
1、应力发光是指材料受到机械应力，如拉伸、挤压、摩擦、断裂等外力刺激时产生发光的现象。目前主要的应力发光材料都是基于细化研磨和压缩条件下具备应力发光性能而被发现。例如，现有文献1(cn102329612a[p].2011.具有层状晶体结构的高亮度应力发光材料及其制备方法与应用)通过高温固相法通入惰性气氛制备出应力发光粉体，其中，caznos:mn2+在细化研磨阶段与压缩条件下都具有应力发光现象。
2、又如，现有文献2(xu c n,watanabe t,akiyama m,et al.artificial skin tosense mechanical stress by visible light emission[j].applied physics letters,1999,74(9):1236-1238.)通过高温固相法通入惰性气氛制备出应力发光材料zns:mn2+，其在细化研磨阶段与压缩条件下都具有应力发光现象。
3、再如，现有文献3(chen c,zhuang y,tu d,et al.creating visible-to-near-infrared mechanoluminescence in mixed-anion compounds srzn2s2o and srznso[j].nano energy,2020,68:104329.)通过高温固相法在惰性气氛条件制备出一系列srznso
4、通过上述现有文献1-3可知，3种材料在细化研磨和压缩条件下都具有应力发光现象。
5、然而，部分特殊应力发光材料在上述研磨和压缩条件下都不具有应力发光的现象，而是必须将应力发光材料的粉末复合到pdms后进行拉伸时，出现应力发光现象。例如，现有文献4(bai y,wang f,zhang l,et al.interfacial triboelectrification-modulated self-recoverable and thermally stable mechanoluminescence in mixed-anion compounds[j].nano energy,2022,96:107075.)在sr3al2o5cl2中通过掺杂稀土离子合成一系列应力发光材料，这些材料料在研磨与压缩的条件下不具备应力发光性能，但是，将应力发光粉体复合到不具有应力发光性能的pdms胶体中拉伸后发现材料具有应力发光的现象。
6、通过上述现有文献1-3与现有文献4对比可知，判断一种材料掺杂可作为发光中心的离子之后是否具有应力发光性能，不能仅仅依据在研磨与压缩条件下是否具有应力发光性能进行判断。其原因在于，应力发光材料与所复合的基体材料之间的关系也会直接影响应力发光性能。
7、此外，上述现有文献仍各自存在一些技术问题。
8、例如，现有文献1-3的基质为含硫化合物，所以直接导致2个技术问题：一是含硫化物在制备过程中存在对环境不友好问题；二是制备工艺需要在惰性气氛下烧结，因此，需要采用环境友好，并且，满足在空气条件制备的基质；
9、又如，现有文献4的基质为铝酸盐，此类材料存在易潮解和物理与化学性质不稳定问题，所以，基质材料需要具体高的物理和化学稳定性。
10、根据专利技术人的研究发现，镓酸盐，特别是镓酸盐中的钙镓化合物，具有环境友好、工艺简单且物理与化学性能稳定的优点，但是，以钙镓化合物caga4o7作为基质制备的应力发光材料目前尚未研究成功。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于锰掺杂钙镓化合物的摩擦发光材料及其制备方法。其基本思路为，在钙镓化合物中掺杂具有应力发光性能的离子，例如，mn2+、eu3+、pr3+、sm3+，从而获得性能稳定、环境友好、易于制备的应力发光材料。
2、但是，在制备过程中，专利技术人发现所制备的应力发光材料的粉末在研磨条件下均不具备应力发光性能，因此，根据现有文献和本领域常规操作，将所制备的应力发光粉与环氧树脂混合液复合成块体进行压缩应力发光测试，但是仍然没有应力发光现象。
3、为了解决上述问题，经专利技术人研究后发现，只有基于锰掺杂钙镓化合物在与环氧树脂混合液复合成块体后，具备摩擦发光性能而其他具有应力发光性能离子则仍然不具备应力发光性能。
4、为实现上述专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：
5、一种基于锰掺杂钙镓化合物的摩擦发光材料，通过高温固相法合成单斜晶系的ca1-xmnxga4o7的应力发光荧光粉，其中，x为物质的量百分比，且0.001≤x≤0.01，与环氧树脂和固化剂制得的树脂混合液进行复合后得到应力发光材料；所述ca1-xmnxga4o7为单相结构，同时，mn2+代替ca2+的位置进入晶格；所述ca1-xmnxga4o7具有光致发光性能，最佳激发波长为250nm，发光颜色为黄色；
6、所述应力发光荧光粉在研磨与压缩条件下，不具备应力发光性能；所述应力发光材料在摩擦条件下，具备应力发光性能。
7、一种基于锰掺杂钙镓化合物的摩擦发光材料的制备方法，包括以下步骤：
8、步骤1，基于锰掺杂钙镓化合物的制备，首先，以化学式为ca1-xmnxga4o7，将caco3、ga2o3和mnco3，置于研钵中，滴加无水乙醇后，以一定条件进行混合研磨，即可得到混合原料，然后，在一定条件，将混合原料进行烧结，烧结完毕并自然冷却后，以一定条件，将所得烧结产物进行细化研磨，即可得到基于锰掺杂钙镓化合物，简称为cgo-mn；
9、所述步骤1中，混合研磨的条件为，混合研磨时间为0.5-1h；细化研磨的条件为，细化研磨时间为5-10min；
10、所述步骤1中，烧结的条件为，在空气条件下，升温速率为3-10℃/min，反应烧结温度为1100-1300℃，烧结时间为4-6h；
11、步骤2，基于cgo-mn的应力发光材料的制备，首先，以环氧树脂和固化剂的质量比满足一定比例，将环氧树脂和固化剂进行混合均匀，并且无气泡产生，得到树脂混合液，然后，用凡士林均匀涂抹在聚四氟乙烯模具内壁，之后，以步骤1所得cgo-mn与树脂混合液的质量比满足一定比例，先将cgo-mn均匀平铺到模具底部，再将树脂混合液加入模具中，添加完毕后，在一定条件下，将模具进行静置，最后，在一定条件下，将模具进行烘干，烘干完毕后进行脱模，即可得到块状的基于锰掺杂钙镓化合物的应力发光材料，简称为cgom；
12、所述步骤2中，环氧树脂和固化剂按照的质量比为10:1-3:1，cgo-mn与树脂混合液的质量比为1:1-1:5；
13、所述步骤2中，所述静置的条件为，静置温度为室温条件下，静置时间为5-30min；烘干的条件为，烘干温度为60-80℃，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于锰掺杂钙镓化合物的摩擦发光材料，其特征在于：通过高温固相法合成Ca1-xMnxGa4O7应力发光荧光粉，其中，x为物质的量百分比，且0.001≤x≤0.01，与环氧树脂和固化剂制得的树脂混合液进行复合后得到应力发光材料。
2.根据权利要求1所述的摩擦发光材料，其特征在于：所述Ca1-xMnxGa4O7为单相结构，同时，Mn2+代替Ca2+的位置进入晶格。
3.根据权利要求1所述的摩擦发光材料，其特征在于：所述Ca1-xMnxGa4O7具有光致发光性能，最佳激发波长为250nm，发光颜色为黄色。
4.根据权利要求1所述的摩擦发光材料，其特征在于：所述应力发光荧光粉在研磨与压缩条件下，不具备应力发光性能；所述应力发光材料在摩擦条件下，具备应力发光性能。
5.一种基于锰掺杂钙镓化合物的摩擦发光材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1中，混合研磨的条件为，混合研磨时间为0.5-1h；细化研磨的条件为，细化研磨时间为5-10min；
7.根据权利要求
8.一种基于锰掺杂钙镓化合物的摩擦发光材料的应用，其特征在于：在摩擦条件下，具备应力发光性能，发射波长为530-650nm的黄光，最强发射峰为577nm。
...【技术特征摘要】
1.一种基于锰掺杂钙镓化合物的摩擦发光材料，其特征在于：通过高温固相法合成ca1-xmnxga4o7应力发光荧光粉，其中，x为物质的量百分比，且0.001≤x≤0.01，与环氧树脂和固化剂制得的树脂混合液进行复合后得到应力发光材料。
2.根据权利要求1所述的摩擦发光材料，其特征在于：所述ca1-xmnxga4o7为单相结构，同时，mn2+代替ca2+的位置进入晶格。
3.根据权利要求1所述的摩擦发光材料，其特征在于：所述ca1-xmnxga4o7具有光致发光性能，最佳激发波长为250nm，发光颜色为黄色。
4.根据权利要求1所述的摩擦发光材料，其特征在于：所述应力发光荧光粉在研磨与压缩条件下，不具备应力发光性...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，赵景泰，张泽青，李林，王强，陈雯菁，史瑞，孙倩，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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