本發(fā)明涉及一種可以在機(jī)械力作用下發(fā)光的材料的制備方法，尤其是一種紅外彈性應(yīng)力發(fā)光材料的制備方法。

背景技術(shù)：

應(yīng)力發(fā)光是指某些材料在機(jī)械力作用下會發(fā)光的現(xiàn)象，這里的機(jī)械作用包括摩擦、擠壓、撞擊、超聲作用等。一般來講，應(yīng)力發(fā)光材料在外力作用下首先會發(fā)生形變，由于其晶格的不對稱性，往往會在材料內(nèi)部形成很高的靜電場，這樣的電場會使一些摻雜離子的電荷在獲的足夠的能量后脫離其原來的束縛位置，進(jìn)入導(dǎo)帶或者游離，而這些電荷會在電場消失后迅速退激，同時以光的形式放出部分能量，從而產(chǎn)生應(yīng)力發(fā)光。應(yīng)力發(fā)光的現(xiàn)象在16世紀(jì)即有記載，隨后人們陸續(xù)的發(fā)現(xiàn)更多的具有此性質(zhì)的材料，并憑借直接觀察將其分類，到二十世紀(jì)中葉，隨著現(xiàn)代光電檢測技術(shù)的進(jìn)步，人們可以量化的表征應(yīng)力發(fā)光材料的性能，從而開始更深入的理解這一現(xiàn)象的客觀機(jī)制。目前，根據(jù)發(fā)光特性的差異，應(yīng)力發(fā)光材料被分為三類，包括摩擦發(fā)光，破壞發(fā)光和彈性發(fā)光。其中彈性應(yīng)力發(fā)光由于其發(fā)光強(qiáng)度正比與壓力的大小，從而在實際應(yīng)用上具有較突出的優(yōu)勢，近十幾年來，研究的焦點主要集中在彈性應(yīng)力發(fā)光材料上，并且陸續(xù)報道了zns：mn，sralo：eu，catio3-batio3，caznos：eu，等具有較好發(fā)光強(qiáng)度的材料，并且被初步的應(yīng)用于一些應(yīng)力分布檢測，筆跡鑒定，防偽涂料等領(lǐng)域，但是離實際的廣泛應(yīng)用仍有較遠(yuǎn)的距離，主要的障礙存在于幾個方面，一個是發(fā)光的強(qiáng)度不夠高，另一個是材料在空氣或者水的環(huán)境下穩(wěn)定性差，還有就是發(fā)光的波段較為局限，不能自由選擇。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供有一種可增大發(fā)光范圍的紅外彈性應(yīng)力發(fā)光材料的制備方法，現(xiàn)提出如下技術(shù)方案：

一種紅外彈性應(yīng)力發(fā)光材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將zns、cao、erf3、lico3按化學(xué)計量比1：1：a：b稱重，其中：0≤a≤0.03，0≤b≤1，將稱好的原料置入瑪瑙研缽，加入乙醇混合，用力研磨10min，重復(fù)此過程使所述原料充分混合；

(2)將研磨過的原料放入真空干燥箱，60℃-90℃下干燥1-4小時后取出，放在兩片鋁箔中間，用油壓機(jī)在17mpa-20mpa下靜壓5分鐘，取出后放入剛玉坩堝；

(3)將坩堝放入管式爐，通氬氣保護(hù)，1000℃-1300℃加熱3-10小時，自然冷卻。將樣品從管式爐中取出，研磨1小時即獲得最終產(chǎn)物。

對上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)：所述原料zns、cao、erf3、lico3的純度為99.99％。

對上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)：所述原料zns、cao、erf3、lico3化學(xué)計量比為1：1：0.01：0.06。

對上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)：在所述制備步驟(2)中，將研磨過的原料放入真空干燥箱，在70℃下干燥1小時。

對上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)：在所述制備步驟(2)中，用油壓機(jī)在優(yōu)選19mpa下靜壓5分鐘。

對上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)：在所述制備步驟(3)中，將坩堝放入管式爐，通氬氣保護(hù)，優(yōu)選在1200℃下加熱4小時。

本發(fā)明所取得的有益效果：

現(xiàn)有的應(yīng)力發(fā)光材料的發(fā)光波長大多位于可見光范圍，且集中于400nm到650nm之間，這在一般的材料、建筑物、機(jī)械體等的應(yīng)力分布檢測，應(yīng)力實時顯示等領(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景，但對于生物體的檢測而言，由于生物組織的光學(xué)窗口在750nm～1000nm之間，故較難適用。由本發(fā)明制備的應(yīng)力發(fā)光材料在850到1000nm的范圍內(nèi)存在較好的彈性應(yīng)力發(fā)光性質(zhì)，因此可用于生物組織的狀態(tài)檢測，腫瘤等疾病的光動力治療等新領(lǐng)域，突破了一般應(yīng)力發(fā)光材料在此方面的局限性。本發(fā)明在紅外波段具有應(yīng)力發(fā)光性質(zhì)，相比于可見光波段，其發(fā)光范圍生物組織的光學(xué)窗口相匹配，對人體等生物組織具有良好的透過性，可用于生物醫(yī)療成像，光動力治療等領(lǐng)域。

附圖說明

圖1由本發(fā)明一種紅外彈性應(yīng)力發(fā)光材料的制備方法制得的材料在365nm紫外激發(fā)下的熒光光譜圖。表明此材料在800納米到1000納米的紅外波段有發(fā)射峰，其應(yīng)力發(fā)光譜與光致發(fā)光譜一致。

圖2由本發(fā)明一種紅外彈性應(yīng)力發(fā)光材料的制備方法制得的材料顆粒的晶胞示意圖。表明其結(jié)構(gòu)具有層狀特點。

圖3由本發(fā)明一種紅外彈性應(yīng)力發(fā)光材料的制備方法制得的材料顆粒的光學(xué)顯微圖片?？芍苯佑^察到材料的層狀結(jié)構(gòu)特征。

圖4由本發(fā)明一種紅外彈性應(yīng)力發(fā)光材料的制備方法制得的材料顆粒在共聚焦熒光顯微鏡下切面深度掃描熒光圖片。表明該具有層狀特征的應(yīng)力發(fā)光材料其發(fā)光強(qiáng)度是各向異性的，發(fā)光面與層狀結(jié)構(gòu)間存在相互關(guān)聯(lián)。

圖5由本發(fā)明一種紅外彈性應(yīng)力發(fā)光材料的制備方法制得的材料顆粒在共聚焦熒光顯微鏡下表面掃描熒光圖片。表明在垂直于層狀面的方向上其發(fā)光強(qiáng)度大致均一。

圖6由本發(fā)明一種紅外彈性應(yīng)力發(fā)光材料的制備方法制得的材料顆粒和高分子混合所制薄膜在機(jī)械劃過時的ccd照片。表明材料具有應(yīng)力發(fā)光性質(zhì)。

圖7是圖6中劃痕位置相對發(fā)光強(qiáng)度。表明在受到機(jī)械作用的位置有應(yīng)力發(fā)光。

具體實施方式

為使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實施方式，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

實施例一

本實施例是一種紅外彈性應(yīng)力發(fā)光材料的制備方法，步驟如下：

(1)將純度為99.99％的zns、cao、erf3、lico3按化學(xué)計量比1：1：0.01：0.06，稱重，將稱好的原料置入瑪瑙研缽，加入乙醇混合，用力研磨10min，重復(fù)此過程使所述原料充分混合；

(2)將研磨過的原料放入真空干燥箱，70℃下干燥1小時后取出，放在兩片鋁箔中間，用油壓機(jī)在19mpa下靜壓5分鐘，取出后放入剛玉坩堝；

(3)將坩堝放入管式爐，通氬氣保護(hù)，在1200℃下加熱4小時，自然冷卻。將樣品從管式爐中取出，研磨1小時即獲得最終產(chǎn)物。

由本實施例制得的紅外彈性應(yīng)力發(fā)光材料的在365nm紫外激發(fā)下，熒光發(fā)射范圍如附圖1所示，現(xiàn)有的應(yīng)力發(fā)光材料的發(fā)光波長大多位于可見光范圍，且集中于400nm到650nm之間，這在一般的材料、建筑物、機(jī)械體等的應(yīng)力分布檢測，應(yīng)力實時顯示等領(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景，但對于生物體的檢測而言，由于生物組織的光學(xué)窗口在750nm～1000nm之間，故較難適用。由本發(fā)明制備的紅外彈性應(yīng)力發(fā)光材料在850到1000nm的范圍內(nèi)存在較好的彈性應(yīng)力發(fā)光性質(zhì)，因此可用于生物組織的狀態(tài)檢測，腫瘤等疾病的光動力治療等新領(lǐng)域，突破了一般應(yīng)力發(fā)光材料在此方面的局限性。本發(fā)明在紅外波段具有應(yīng)力發(fā)光性質(zhì)，相比于可見光波段，其發(fā)光范圍生物組織的光學(xué)窗口相匹配，對人體等生物組織具有良好的透過性，與可用于生物醫(yī)療成像，光動力治療等領(lǐng)域。本發(fā)明也可以由其他的實施例來說明。

實施例二

本實施例是一種紅外彈性應(yīng)力發(fā)光材料的制備方法，步驟如下：

(1)將純度為99.99％的zns、cao按化學(xué)計量比1：1，稱重，將稱好的原料置入瑪瑙研缽，加入乙醇混合，用力研磨10min，重復(fù)此過程使所述原料充分混合；

(2)將研磨過的原料放入真空干燥箱，60℃下干燥2小時后取出，放在兩片鋁箔中間，用油壓機(jī)在17mpa下靜壓5分鐘，取出后放入剛玉坩堝；

(3)將坩堝放入管式爐，通氬氣保護(hù)，在1000℃下加熱3小時，自然冷卻。將樣品從管式爐中取出，研磨1小時即獲得最終產(chǎn)物。

實施例三

本實施例是一種紅外彈性應(yīng)力發(fā)光材料的制備方法，步驟如下：

(1)將純度為99.99％的zns、cao、erf3、lico3按化學(xué)計量比1：1：0.02：0.04，稱重，將稱好的原料置入瑪瑙研缽，加入乙醇混合，用力研磨10min，重復(fù)此過程使所述原料充分混合；

(2)將研磨過的原料放入真空干燥箱，80℃下干燥3小時后取出，放在兩片鋁箔中間，用油壓機(jī)在18mpa下靜壓5分鐘，取出后放入剛玉坩堝；

(3)將坩堝放入管式爐，通氬氣保護(hù)，在1100℃下加熱6小時，自然冷卻。將樣品從管式爐中取出，研磨1小時即獲得最終產(chǎn)物。

實施例四

本實施例是一種紅外彈性應(yīng)力發(fā)光材料的制備方法，步驟如下：

(1)將純度為99.99％的zns、cao、erf3、lico3按化學(xué)計量比1：1：0.03：1，稱重，將稱好的原料置入瑪瑙研缽，加入乙醇混合，用力研磨10min，重復(fù)此過程使所述原料充分混合；

(2)將研磨過的原料放入真空干燥箱，90℃下干燥4小時后取出，放在兩片鋁箔中間，用油壓機(jī)在20mpa下靜壓5分鐘，取出后放入剛玉坩堝；

(3)將坩堝放入管式爐，通氬氣保護(hù)，在1300℃下加熱10小時，自然冷卻。將樣品從管式爐中取出，研磨1小時即獲得最終產(chǎn)物。

本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。