[发明专利]一种可实现重复应力发光的异质结构材料及其制备方法

说明书

本申请涉及应力发光材料技术领域，特别涉及一种可实现重复应力发光的异质结构材料及其制备方法。该制备方法包括以下步骤：称取碳酸盐、氧化铌和氧化镨混合研磨，得到混合粉料；将混合粉料置于空气氛围中焙烧，焙烧完成后，冷却至室温，研磨，即得到异质结构材料。本申请制得的异质结构材料的结构式为Li_1‑xNa_xNbO₃:yPr³⁺；其中，0≤x≤1，0y0.02。本申请提供的制备方法以碳酸盐、氧化铌和氧化镨为原料制得异质结构材料，原料来源广泛、成本低廉，制备工艺简单；利用本申请提供的制备方法制得的发光材料以Pr³⁺离子作为发光中心，在机械应力的作用下，可以在日光及紫外灯下发光。

技术领域

本申请涉及应力发光材料技术领域，特别涉及一种可实现重复应力发光的异质结构材料及其制备方法。

背景技术

应力发光是一种特殊的发光现象,是指材料在不同机械应力(摩擦、冲击、压缩、拉伸、弯曲、扭转、研磨等)的作用下将能量以光的形式呈现出来,无需X射线、紫外线、可见光等激发光源的激发。由于特殊的发光性能，应力发光材料在电子签名系统、人造皮肤、信息存储防伪和光学成像等领域引起了广泛的关注。

根据应力发光的恢复性能，可将应力发光材料分为陷阱控制和自恢复两种模式。陷阱控制型应力发光材料与导带以下或价带以上浅陷阱和深陷阱中俘获的载流子有关，它依赖于载流子从陷阱中释放的能量，并在一定程度的机械应力作用下发光，该应力足以激活陷阱中载流子使其与发光中心结合，从而在移除激发源后产生应力发光现象，然而陷阱控制型应力发光材料需要预辐照，重复性较差，严重影响了应力传感的性能和精度。自恢复应力发光材料是一种无需预辐照、重复性好的新型应力发光材料，其应力发光强度在连续的压缩-释放循环下可以输出稳定的光信号，不需要光激发。研究表明，自恢复应力发光材料依赖于局部压电场的产生，从而促进电子-空穴复合过程，实现自恢复应力发光过程。然而，目前开发的自恢复型应力发光材料较少。

因此，有必要提供一种新型的性能良好的应力发光材料。

发明内容

针对应力发光的技术问题，本申请提供一种可实现重复应力发光的异质结构材料及其制备方法，该异质结构材料为Pr³⁺掺杂的应力发光材料，可以在日光下激活实现可重复的应力发光。

第一方面，本申请提供了一种可实现重复应力发光的异质结构材料的制备方法，包括以下步骤：

S1，称取碳酸盐、氧化铌和氧化镨混合研磨，得到混合粉料；

S2，将步骤S1的混合粉料置于空气氛围中焙烧，焙烧完成后，冷却至室温，研磨，即得到异质结构材料。

一些实施例中，步骤S1中，所述碳酸盐选用碳酸锂、碳酸钠中的任一种或两者的混合物。

一些实施例中，步骤S1中，所述氧化铌选用五氧化二铌。

一些实施例中，步骤S1中，所述碳酸盐与氧化铌的摩尔比为1:1。

一些实施例中，步骤S1中，研磨的方式为湿磨，湿磨过程中加入的有机溶剂为乙醇，碳酸盐、氧化铌和氧化镨的总体积与有机溶剂的体积比为1:1。

一些实施例中，步骤S2中，焙烧的温度为1000-1200℃，焙烧时间为6-9h。

一些实施例中，步骤S2中，焙烧的温度为1150℃，焙烧时间为8h。

第二方面，本申请提供了一种可实现重复应力发光的异质结构材料，所述异质结构材料的结构式为Li_1-xNa_xNbO₃:yPr³⁺；其中，0≤x≤1，0y0.02。