[发明专利]一种力致发光玻璃及力传感方法

权利要求书

1.一种力致发光玻璃，其由包含下列组分及含量的玻璃基体组合物制备：GeO₂：20-60mol％；B₂O₃：0-20mol％；BaO：5-20mol％；Na₂O：5-20mol％；TiO₂：0-20mol％；PbBr₂：5-30mol％；NaBr：0-30mol％；Cs₂O：5-20mol％；上述各组分的摩尔百分比含量之和为100mol％。

2.根据权利要求1所述的力致发光玻璃，其特征在于，所述玻璃基体的组分及含量为：GeO₂：30-50mol％；B₂O₃：5-15mol％；BaO：8-16mol％；Na₂O：8-16mol％；TiO₂：0-15mol％；PbBr₂：10-25mol％；NaBr：5-25mol％；Cs₂O：5-18mol％。

3.一种权利要求1或2所述的力致发光玻璃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按照一定配比将GeO₂、B₂O₃、BaO、Na₂O、TiO₂、PbBr₂、NaBr、Cs₂O混合、熔融，得到前驱玻璃；

2)将步骤1)得到的前驱玻璃退火，以消除内应力。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤1)中：将各组分的粉体原料加热到900-1200℃，保温0.5-3小时，得到玻璃熔体。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，加热温度为1000-1100℃。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，保温时间为1-2小时。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤2)中：退火温度为100-300℃。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，退火温度为150-250℃。

9.一种权利要求1或2中任一项所述的力致发光玻璃的应用，其特征在于，应用于力传感。

10.一种基于权利要求9所述的力致发光玻璃的应用，其特征在于，可以探测摩擦力大小，具体步骤为：将重物加载在一定规格的玻璃片之上，一端与弹簧测力计相连；在弹簧测力计的牵引下，玻璃在砂纸上以一定速度匀速滑动一定距离，在砂纸和玻璃摩擦面留下镶嵌CsPbBr₃发光纳米晶体的玻璃陶瓷粉末；通过将受到不同摩擦力摩擦后的玻璃片进行荧光探测，并利用预先建立的摩擦力-发光强度关系，获知所承受摩擦力的大小。

11.一种基于权利要求9所述的力致发光玻璃的应用，其特征在于，可以探测玻璃在断裂后断口的微观应力分布，具体步骤为：利用激光共聚焦成像系统逐层扫描断口处析出发光纳米晶体的荧光发射强度；利用预先建立的微观应力-发光强度关系，获知所承受内应力的大小。

12.一种基于权利要求9所述的力致发光玻璃的应用，其特征在于，可以探测破坏性压应力的大小，具体步骤为：利用显微硬度计以不同的压应力在光滑玻璃表面进行打点，利用激光共聚焦成像系统探测打点处析出CsPbBr₃发光纳米晶体的荧光发射强度。

13.一种基于权利要求9所述的力致发光玻璃的应用，其特征在于，可以探测冲击力的大小，具体步骤为：将一小球从不同高度落下，在所述玻璃表面砸出凹坑；根据小球的质量可换算出不同高度落下时玻璃所承受冲击力的大小；利用荧光探测系统记录凹坑处析出CsPbBr₃发光纳米晶体的荧光发射强度。