[发明专利]一种不需预辐照及发光即时自恢复的力致发光材料及其制备方法

说明书

本发明属于力致发光材料的技术领域，公开了一种不需预辐照及发光即时自恢复的力致发光材料及其制备方法。所述力致发光材料的通式为LiGa_5(1‑x)O₈:5xCr³⁺；其晶体结构属于立方晶系，激活离子为Cr³⁺。所述方法：按照元素摩尔比Li:Ga:O:Cr＝1:5(1‑x):8:5x，0.04％≤x≤0.24％；分别称取含锂、镓和铬的化合物原料，混匀后在氧化性气氛下于600～1000℃预烧，在氧化性气氛下于1250～1550℃进行高温处理，得到力致发光荧光材料。本发明的力致发光材料不需要高能射线预辐照即可实现力致发光，并且其力致发光强度可自恢复。本发明的方法简单，易实现量产。

技术领域

本发明属于发光材料的技术领域，具体涉及一种不需预辐照及发光即时自恢复的力致发光材料及其制备方法。

背景技术

面对日益严峻的全球能源短缺和环境污染问题，绿色、节能、环保已经成为当今社会人类普遍关注的主题，开发自然界新型能源是解决这些问题的一大关键。同时，对现有能源的收集、转化和利用的需求越来越高。力致发光材料能够将材料所受到的机械刺激转化为光能，有望实现对人类社会普遍存在却又被浪费的机械能的收集、转化甚至利用。同时，基于弹性力致发光材料发光阈值低，发光性能(如强度)与所受机械刺激幅度(如力的大小、加载速率，伸缩率等)存在线性关系，力致发光原位实时发射以及力致发光在一定条件下可恢复等特性，力致发光材料已在智能电子签名、应力传感器、应力显示器件以及概念化生物应力成像等领域展现出诸多潜在应用前景。

目前，力致发光材料存在两个主要的局限。第一个，现有的力致发光材料大多需要高能射线预辐照，而这些高能射线又往往在紫外区甚至波长更短，这无疑阻碍了力致发光的实际应用。例如在生物应力成像中，一旦将力致发光材料协同待测物件植入体内，紫外辐照将不能进行。这因为①紫外光在生物组织中穿透能力差。②紫外光对生物组织有害。第二个，现有的力致发光材料其强度大多不可自恢复。通常材料在经历连续的机械刺激后，其力致发光强度会持续降低并最终不可探测，此时需要再次辐照充能才能再次实现与之前同一水平的力致发光强度。而这种需要外在不停的辐照充能的方式，也极大阻碍了力致发光的实际应用可能。为解决这一问题，就急需开发一种不需预辐照及发光即时自恢复的力致发光材料。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明旨在提供一种不需预辐照、发光即时自恢复的力致发光材料及其制备方法。本发明采用高温固相反应，制备条件简单，便于量产。本发明的力致发光材料不需预辐照即可实现力致发光，并且其力致发光强度可自恢复。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种不需预辐照及发光可自恢复的力致发光荧光材料，其通式为LiGa_5(1-x)O₈:5xCr³⁺；其中0.04％≤x≤0.24％；Cr取代晶体中的Ga；激活离子为Cr³⁺。其晶体结构属于立方晶系。

一种不需预辐照及发光即时自恢复的力致发光材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)表达通式为LiGa_5(1-x)O₈:5xCr³⁺，所示的元素摩尔比为Li:Ga:O:Cr＝1:5(1-x):8:5x，其中0.04％≤x≤0.24％；按照元素摩尔比分别称取含锂、镓和铬的化合物原料；

(2)将步骤(1)称取的化合物原料混匀后在氧化性气氛下预烧，预烧的温度为600～1000℃；所述预烧的时间为0.5～4h；

(3)将步骤(2)中预烧后的产物在氧化性气氛下于1250～1550℃进行高温处理，得到不需预辐照发光可自恢复的力致发光荧光材料；

所述高温处理的时间为1～8h。

所述高温处理也为煅烧、焙烧、灼烧。