[发明专利]一种高灵敏机械刺激响应球体的应力发光涂层的制备方法

说明书

本发明涉及一种高灵敏机械刺激响应球体的应力发光涂层的制备方法，属于应力发光材料技术领域。本发明将高纯的SrCO₃、Ga₂O₃和Tb₄O₇进行研磨混匀得到混合粉料A；混合粉料A置于温度为1300～1350℃、还原气氛中高温烧结6～8h，研磨得到SrGa₂O₄:Tb³⁺应力发光粉；SrGa₂O₄:Tb³⁺应力发光粉与PDMS胶体混合均匀得到混合液体，混合液体均匀涂覆在球体表面，保鲜膜包覆后加热固化涂覆层的胶体，得到高灵敏机械刺激响应球体的应力发光涂层。本发明SrGa₂O₄:Tb³⁺应力发光材料在紫外激发下具有优异的应力发光性能，其作为涂覆球体表面后可产生高灵敏机械刺激响应的应力发光。

技术领域

本发明涉及一种高灵敏机械刺激响应球体的应力发光涂层的制备方法，属于应力发光材料技术领域。

背景技术

应力发光材料的机械刺激的光子为特征，这在医疗健康诊断、生物力学传感、建筑结构探伤、激活光源的应用至关重要。目前，发现的应力发光材料方面的应用(CaAl₂Si₂O₈:Eu²⁺、CaNb₂O₇:Pr³⁺等)存在以下缺点：(1)所施加的机械刺激转换成光能的效率较低，不能有效的产生亮度较高的应力发光，极大的限制了其在受力分析应用方面的精准度；(2)应力发光材料与胶体混合封装后，应力发光等光学性能严重下降，成为了其在涂层成膜领域的瓶颈；(3)由于传统的应力发光材料大多属于分形发光材料，应力发光由原子键和化学键的断裂产生，导致其可重复性极差，制约了应用潜力。

因此，急需具有稳定、高亮度、高灵敏度和可重复性能的应力发光材料的高灵敏机械刺激响应球体涂层，以解决传统应力发光材料存在亮度低、封装稳定性不足、可重复性差等问题。

发明内容

本发明针对现有技术应力发光材料的机械刺激问题，提供一种高灵敏机械刺激响应球体的应力发光涂层的制备方法，本发明利用高温固相烧结和成膜处理，制备可均匀分散在PDMS薄膜中并具有高灵敏度机械响应的SrGa₂O₄:Tb³⁺应力发光涂层，该涂层具有较强的应力发光强度，且可长期重复保持原有的机械刺激响应发光，具有高应力发光亮度、高稳定性、高灵敏度和高透明度等特点。

一种高灵敏机械刺激响应球体的应力发光涂层的制备方法，具体步骤如下：

(1)将高纯的SrCO₃、Ga₂O₃和Tb₄O₇进行研磨混匀得到混合粉料A；

(2)将步骤(1)混合粉料A置于温度为1300～1350℃、还原气氛中高温烧结6～8h，研磨得到SrGa₂O₄:Tb³⁺应力发光粉；

(3)将步骤(2)SrGa₂O₄:Tb³⁺应力发光粉与PDMS胶体混合均匀得到混合液体，混合液体均匀涂覆在球体表面，保鲜膜包覆后加热固化涂覆层的胶体，得到高灵敏机械刺激响应球体的应力发光涂层。

以混合粉料A的摩尔分数为100％计，步骤(1)混合粉料A中SrCO₃占40～50％、Ga₂O₃占50～60％和Tb₄O₇占1～5％。