[发明专利]一种摩擦发光陶瓷材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种摩擦发光陶瓷材料及其制备方法，旨在提供一种具有摩擦发光性能的压力感应材料，属于发光陶瓷技术领域。该陶瓷的化学组成通式为Zn_2‑x‑yOS:xMn²⁺,yRe³⁺，其中Re为Y，Gd和Nd中的一种或几种组合，x和y的取值范围分别为：0.01≤x≤0.1，0.01≤y≤0.1，该陶瓷的发光中心为Mn²⁺离子，通过引入Y³⁺，Gd³⁺和Nd³⁺等稀土杂质离子能够有效增强其摩擦发光效果。本发明提供的陶瓷具有抗压强度高，摩擦发光效果明显等特点，可用于压力传感器中的压力感应部件。

主权项

1.一种摩擦发光陶瓷材料，其特征在于，所述陶瓷的化学组成通式为Zn_2‑x‑yOS: xMn²⁺, yRe³⁺，其中Re为Y，Gd和Nd中的一种或几种组合，x和y 的取值范围分别为：0.01≤x≤0.1，0.01≤y≤0.1；所述的摩擦发光陶瓷材料的制备方法包括以下步骤：（1）按照摩尔比1:1分别称取一定质量的Zn(NO₃)₂和ZnSO₄高纯原料，将其同时溶解于去离子水中，获得一定浓度的Zn(NO₃)₂和ZnSO₄混合溶液；（2）向上述溶液中持续通入H₂S气体，通气时间为0.5~1小时，获得ZnS沉淀；（3）再向上述溶液中逐滴加入1mol/L的过量NaOH溶液，获得Zn(OH)₂沉淀；（4）将同时含有ZnS和Zn(OH)₂沉淀的浑浊液装入高压反应釜，并将反应釜置于烘箱中进行加热反应，加热温度为180~200℃，反应时间为2~4小时；（5）将反应后获得的沉淀进行过滤、烘干，获得一种纳米ZnO和ZnS混合的前驱物粉体；（6）以上述获得的前驱物粉体和高纯的MnCO₃、Y₂O₃、Gd₂O₃、Nd₂O₃作为原料，按照化学组成Zn_2‑x‑yOS: xMn²⁺, yRe³⁺中各元素的配比，其中Re为Y，Gd和Nd中的一种或几种组合，x和y 的取值范围分别为：0.01≤x≤0.1，0.01≤y≤0.1，精确称取各原料，并在玛瑙研钵中混合均匀；（7）称取一定质量的上述原料，并在不锈钢模具中干压成型，压力为10‑15MPa，得到圆柱形陶坯；（8）将所述的陶坯在还原气氛条件下进行高温烧结，升温速率为10℃/min，烧结温度为1000~1400℃，烧结时间为4~10小时，冷却后取出，即得所述的摩擦发光陶瓷材料。