[发明专利]一种多波段氧硫化物弹性应力发光材料及其制备方法

说明书

一种多波段氧硫化物弹性应力发光材料及其制备方法，所述多波段氧硫化物弹性应力发光材料化学式为(LnA_1‑xLnB_x)₂O₂S，LnA选自Y、La、Gd和Lu中的一种或多种，LnB选自Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm和Yb中的一种或多种，x表示LnB的摩尔百分含量，0x0.5。本发明制备方法：先按照元素摩尔配比分别称取原料；然后将原料研磨均匀后，在惰性气氛或真空下焙烧；将焙烧后的样品研磨即可得到上述氧硫化物弹性应力发光材料。本发明的发光材料的光学性能优异，发光颜色和波长可调控，制备简单，在材料结构探伤监测、电子签名等有关应力监测的领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及无机发光材料领域，尤其涉及一种多波段氧硫化物弹性应力发光材料及其制备方法。

背景技术

应力发光(Mechanoluminescence)是指物体在受到外界应力作用时，将机械能转换为光子对外释放能量的现象。应力发光可以分为弹性应力发光、塑性应力发光和断裂发光三类。弹性应力发光材料具有可重复性，在材料弹性极限范围内，应力发光强度与所受的机械力呈现正相关关系。这种特性使弹性应力发光材料在应力分布可视化、桥梁建筑微裂纹检测、能量存储、应力发光传感器等重要领域具有广阔的应用前景。

近20年来，研究者开发了一系列的应力发光材料，比如CaYAl₃O₇:Eu²⁺(紫光)、ZnS:Cu(绿光)、Ca₂MgSi₂O₇:Eu²⁺(绿光)、CaZnOS:Mn²⁺(橙光)、Ca₂Nb₂O₇:Pr³⁺(红光)等(参照非专利文献1：Xu,C.-N.等5人，《应用物理快报(Applied Physics Letters)》，1999年、74卷、2414–2416页；及非专利文献2：Zhang,H.等4人，《日本应用物理学杂志(Japanese Journal ofApplied Physics)》，2009年、48卷、04C109页)。然而，具有实际应用价值的应力发光材料种类非常有限，仅仅局限于SrAl₂O₄:Eu²⁺、ZnS:Cu等几种。需要开辟更多新的应力发光材料，并且拓展其发光波长范围才能够满足在上述领域的使用需求。目前，弹性应力发光材料的研究主要存在以下几个问题：(1)性能优异的弹性应力发光材料的种类相对较少；(2)大部分现有的弹性应力发光材料的效率比较低；(3)弹性应力发光材料的发光机理研究尚不完善；(4)弹性应力发光材料缺乏规范统一的表征系统。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供一种多波段氧硫化物弹性应力发光材料及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种多波段氧硫化物弹性应力发光材料，所述多波段氧硫化物弹性应力发光材料的化学通式为(LnA_1-xLnB_x)₂O₂S，其中LnA选自Y、La、Gd、Lu中的一种或多种，LnB选自Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb中的一种或多种，x表示LnB的摩尔百分含量，0x0.5。

所述多波段氧硫化物弹性应力发光材料的晶体结构属于三方晶系，空间群为

所述多波段氧硫化物弹性应力发光材料的组成中，0x0.05。

一种多波段氧硫化物弹性应力发光材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)LnA和LnB采用其氧化物或者硝酸盐为原料，S采用硫粉或者升华硫为原料，各元素按照其化学计量比称取原料，研磨混合均匀；