一种风力驱动机械发光材料与器件

本发明涉及一种风力驱动机械发光材料与器件，属于发光材料与器件制备应用。

背景技术：

1、稀土掺杂的铝酸盐具有极低的机械发光力/压力阈值、高效的光致发光、持久的余辉以及相对较低的合成成本而成为一类重要的无机机械发光材料，得益于稀土元素掺杂的提供的发光中心和大量电子陷阱，稀土掺杂的铝酸盐具有强烈的特征性发光。目前稀土掺杂的铝酸盐在力学成像、发光器件等领域具有重要的基础研究和实际应用价值。

2、在铝酸盐中，sral2o4:eu2+(saoe)尤为突出，saoe作为一种自20世纪60年代以来一直被广泛研究的绿色荧光体，已经广泛用于灯和阴极射线管。1996年发现的通过共掺杂镧系元素离子改良的长余辉的明亮磷光体之后，有关于其机械发光(ml)和长余辉(ag)发光特性开始成为研究新热点。已有实验证明通过引入dy3+离子作为激活剂可以得到更高的荧光强度，同时由于dy3+离子合适的陷阱深度而导致了优异的长余辉效果，其亮度和衰减时间比传统的zns:cu/co荧光粉提高了10倍以上。

3、利用自然机械力驱动的发光器件一直是机械发光研究领域的热点，通过风能实现长时间发光有望实现一种无需依赖外部能源的发光器件，可以用于照明显示、流速检测等应用方向，相比于传统发光器件和检测器件，利用自然机械力驱动的机械发光器件具有耐候性好，无需外部能源，检测结果直观且实时等优势。

技术实现思路

1、(一)解决的技术问题

2、本发明的目的在于解决无需电力能源，只凭借风力驱动的发光器件。

3、(二)技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，

5、一种风力驱动机械发光材料与器件的制备方法，包括以下的步骤：将合适配比的碳酸盐、金属氧化物与稀土氧化物于还原气氛中经过高温固相法制备稀土掺杂铝酸盐的机械发光粉末，将适量的机械发光粉末利用透明聚合物进行混合并浇筑成特定结构。

6、作为优选方案，所述制备过程中需要的碳酸盐包括srco3；金属氧化物包括al2o3；稀土氧化物包括eu2o3、dy2o3。

7、作为优选方案，所述制备过程中需要的碳酸盐、金属氧化物与稀土氧化物等原料的配比按照摩尔比为srco3:al2o3:eu2o3:dy2o3＝1:1:0.01～0.05:0.01～0.05。

8、作为优选方案，所述制备过程中发光粉末制备过程中的还原气氛为(5％h2/95％n2)。

9、作为优选方案，所述制备过程中发光粉末制备过程中的高温固相制备方法为将反应原料于玛瑙研钵中充分混合。将混合物转移到氧化铝坩埚中，并在箱式炉中于800℃下大气氛围中预烧结2小时。之后，将预烧结的样品再次研磨成粉末，并在20mpa的压力下压制成直径为20cm的片剂。最后，将片剂在管式炉中在还原气氛(5％ h2/95％ n2)下在1400℃下完全烧结6小时。

10、作为优选方案，所述制备过程中将机械发光粉末利用透明聚合物进行混合并浇筑过程中透明聚合物主要包括但不局限于聚二甲基硅氧烷(pdms)、环氧树脂。

11、作为优选方案，所述制备过程中将机械发光粉末利用透明聚合物进行混合并浇筑过程中透明聚合物与机械发光粉末的重量配比为1:0.05～1.5。

12、作为优选方案，所述制备过程中将机械发光粉末利用透明聚合物进行混合并浇筑得到的特定结构包括但不限于圆柱体、多面体、孔状结构等类似几何形状。

13、(三)有益效果

14、本发明涉及的风力驱动机械发光材料与器件无需利用外部电路即可实现长时间发光，且能实现风速相关的特征性发光。

技术特征：

1.一种风力驱动机械发光材料与器件，其特征在于：

2.根据权利要求1中所述的一种风力驱动机械发光材料与器件，其特征在于制备过程中需要的碳酸盐包括srco3；金属氧化物包括al2o3；稀土氧化物包括eu2o3、dy2o3。

3.根据权利要求1中所述的一种风力驱动机械发光材料与器件，其特征在于制备过程中需要的碳酸盐、金属氧化物与稀土氧化物等原料的配比按照摩尔比为srco3:al2o3:eu2o3:dy2o3＝1:1:0.01～0.05:0.01～0.05。

4.根据权利要求1中所述的一种风力驱动机械发光材料与器件其特征在于发光粉末制备过程中的还原气氛为5％h2/95％n2。

5.根据权利要求1中所述的一种风力驱动机械发光材料与器件其特征在于发光粉末制备过程中的高温固相制备方法为将反应原料于玛瑙研钵中充分混合。将混合物转移到氧化铝坩埚中，并在箱式炉中于800℃下大气氛围中预烧结2小时。之后，将预烧结的样品再次研磨成粉末，并在20mpa的压力下压制成直径为20cm的片剂。最后，将片剂在管式炉中在还原气氛(95％n2和5％h2)下在1400℃下完全烧结6小时。

6.根据权利要求1中所述的一种风力驱动机械发光材料与器件其特征在于将机械发光粉末利用透明聚合物进行混合并浇筑过程中透明聚合物主要包括但不局限于聚二甲基硅氧烷(pdms)、环氧树脂。

7.根据权利要求1中所述的一种风力驱动机械发光材料与器件其特征在于将机械发光粉末利用透明聚合物进行混合并浇筑过程中透明聚合物与机械发光粉末的重量配比为1:0.05～1.5。

8.根据权利要求1中所述的一种风力驱动机械发光材料与器件其特征在于将机械发光粉末利用透明聚合物进行混合并浇筑得到的特定结构包括但不限于圆柱体、多面体、孔状结构等类似几何形状。

技术总结本发明涉及一种风力驱动机械发光材料与器件。主要包括以下的内容：将合适配比的碳酸盐、金属氧化物与稀土氧化物于还原气氛中经过高温固相法制备稀土掺杂铝酸盐的机械发光粉末，将适量的机械发光粉末利用透明聚合物进行混合并浇筑成特定结构，将特定结构的混合物集成于底板即可得到风力驱动的机械发光器件，本发明涉及的制备流程简单，工艺时间短，反应原料与产物均有环境友好的特点，本发明涉及的风力驱动机械发光器件无需利用外部电路即可实现长时间发光，且能实现风速相关的特征性发光。技术研发人员：白功勋,胡汪洋,王乐,肖珍,徐时清,陈亮受保护的技术使用者：中国计量大学技术研发日：技术公布日：2024/7/11