[发明专利]一种高亮度机械发光材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高亮度机械发光材料及其制备方法，具体涉及一种可在摩擦力、压力或冲击力等机械力作用下发出明亮黄橙光的机械发光材料及其制备方法。

背景技术

机械发光材料就是指可将机械能转化成光能的一类材料的统称。此类材料可应用于摩擦发光防伪油墨、感压发光体、压力探测传感器、超精密加工图像监测系统以及应力探伤和地震预警等领域。目前，机械发光材料主要包括无机和有机两大类，其中有机配合物材料虽然种类较多，但发光亮度、稳定性和实用性都较差。无机发光材料的发光亮度较高，具有重要的实用价值，但种类非常单一，研究较多的是发射绿光的碱土铝酸盐及其衍生物，然而，碱土铝酸盐易潮解的化学性能严重影响了其应用特性。同时，非绿光发射的摩擦发光材料一直未见报道。因此，寻找新型的、发光颜色丰富的、非铝酸盐体系摩擦发光材料是目前该领域的研究重点。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有铝酸盐体系机械发光材料体系单一和发光颜色单一的问题，提供一种高亮度机械发光材料及其制备方法。

一种高亮度机械发光材料，其特征是，材料的通式是M_2-x-y-z-wZn_wP₂O₇:Eu_x，Mn_y，Ln_z，其中M代表Ca、Sr中的一种或其组合，或者Ca、Sr与Mg的任意组合，或者Ca、Sr与Ba的任意组合；Ln代表La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的一种或任意组合；所述x的取值范围为：0.0001≤x≤0.20，y的取值范围为：0.001≤y≤0.30，z的取值范围为：0＜z≤0.20，w的取值范围为：0＜w≤0.20。

一种高亮度机械发光材料的制备方法，该方法由以下步骤实现：

(1)以材料通式为M_2-x-y-z-wZn_wP₂O₇:Eu_x，Mn_y，Ln_z中元素的氧化物、卤化物、碳酸盐或磷酸氢盐为原料，按化学计量比称取，充分研细混匀并压片，获得混合物样品；所述M代表Ca、Sr中的一种或其组合，或者Ca、Sr与Mg的任意组合，或者Ca、Sr与Ba的任意组合；Ln代表La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的一种或任意组合；x的取值范围为：0.0001≤x≤0.20，y的取值范围为：0.001≤y≤0.30，z的取值范围为：0＜z≤0.20，w的取值范围为：0＜w≤0.20；

(2)将步骤(1)获得的混合物样品置入坩埚中，在还原气氛条件下，放入高温马弗炉中焙烧，获得烧结体；所述混合物样品的焙烧温度为1100-1300℃，焙烧时间为1-8小时；

(3)将步骤(2)获得的烧结体处理后得到机械发光材料。

所述的还原气氛为一氧化碳、氨气或氮氢混合气。

所述的后处理过程包括研磨，洗涤，干燥。

本发明的有益效果：本发明所述的一种高亮度机械发光材料可在摩擦力、压力或冲击力等机械力作用下发出明亮的黄橙色光，这种材料的发明弥补了非绿光摩擦发光材料的空白，且其具有非常稳定的物理化学特性，制备方法简单，成本低，无污染。

具体实施方式

一种高亮度机械发光材料，材料的通式是M_2-x-y-z-wZn_wP₂O₇:Eu_x，Mn_y，Ln_z，其中M代表Ca、Sr中的一种或其组合，或者Ca、Sr与Mg的任意组合，或者Ca、Sr与Ba的任意组合；Ln代表La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的一种或任意组合；所述x的取值范围为：0.0001≤x≤0.20，y的取值范围为：0.001≤y≤0.30，z的取值范围为：0＜z≤0.20，w的取值范围为：0＜w≤0.20。

本实施方式所述的一种高亮度机械发光材料可在摩擦力、压力或冲击力等机械力作用下发出明亮的黄橙光。

本实施方式所述的一种高亮度机械发光材料可根据合成条件的不同，实现发光颜色在黄光和橙光的可调谐。