关键词：机械发光材料;;Sr_3Al_2O_6:Eu;;双模式防伪;;拉伸传感器
摘 要：机械发光材料在照明、显示、成像、传感等领域表现出巨大的应用潜力,近年来受到了越来越多研究者的关注。然而,目前机械发光材料在研究体系和应用开发方面相对缺乏。本论文通过材料的结构设计、反应条件选取、发光以及热释光性能表征和分析,开发出了一类新型、颜色可调的机械发光复合柔性材料,并对其在工程领域方面的应用进行了探索。主要内容如下:1.采用高温固相法制备了Sr3Al2O6:Eu3+红色机械发光粉体,通过XRD和SEM对其晶体结构和表面形貌进行了分析。通过与柔性基体PDMS复合,进一步获得了Sr3Al2O6:Eu3+/PDMS机械发光复合柔性材料。研究结果表明,当Eu3+离子浓度达到8%时,复合柔性体的光致发光和机械发光均达到了最高强度。通过热释光谱测试,分析了Sr3Al2O6:Eu3+机械发光材料受力前后的陷阱深度和载流子密度变化,并对其机械发光机理进行了深入探讨。2.在Sr3Al2O6:Eu3+的合成基础上,通过采用N2或H2/N2反应气氛,制备出了两种具有不同还原程度的Sr3Al2O6:Eu3+,Eu2+粉体。采用XRD和XPS对其物相、结构和化学组成进行了分析,证实了Eu3+在Sr3Al2O6结构中具有自还原现象,并进一步制备了Sr3Al2O6:Eu3+,Eu2+/PDMS复合柔性结构。由于部分Eu3+的还原,Sr3Al2O6:Eu3+,Eu2+/PDMS的光致发光和机械发光分别实现了从红色到绿色和从红色到黄白色的颜色调节。通过热释光谱测试,计算出Sr3Al2O6:Eu3+,Eu2+粉体受力前后的陷阱深度和载流子密度,对相应机械发光现象进行了一定的解释。3.在Sr3Al2O6:Eu3+/PDMS红色机械发光弹性体研究基础上,本文开发出一种具有双模式防伪的柔性器件,其在紫外光辐照或拉伸条件下均可以使加密信息得到清晰地显示。此外,还基于Sr3Al2O6:Eu3+和Sr3Al2O6:Eu3+,Eu2+的机械发光和光致发光特性,通过双层结构设计,开发出了同时具有拉伸应变和拉伸状态感应的柔性传感器。
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