[发明专利]一种具有弹性应力发光性能的铌酸盐发光材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有弹性应力发光性能的铌酸盐发光材料，其特征在于，以CaNb₂O₆材料为基体，以三价稀土离子Pr³⁺为激活剂，其化学表达式为[(Ca_1-xM_x)_1-z]Nb₂O₆：(Pr_1-yR_y)_z(0≤x≤0.2，0≤y≤0.5，0＜z≤0.1)，其中M表示Ca位替代元素，选自Mg、Sr、Ba中的一种或多种；R表示共掺杂的稀土或过渡金属元素，选自La、Nd、Sm、Eu、Gd、Yb、Lu、Cr、Mn、Ag、Cd中的一种或多种；x、y、z表示摩尔百分含量。

2.一种具有弹性应力发光性能的铌酸盐发光材料，其特征在于，该材料的弹性应力发光峰为位于610nm附近的线状峰，单色性好；材料具有强的弹性应力发光强度，在黑暗环境下可以用肉眼观测；在弹性限度内，材料的弹性应力发光强度与负荷强度成正比；材料属于陷阱控制型发光材料，其弹性应力发光强度在紫外光辐照后可恢复，属于非破坏性应力发光材料。

3.如权利要求1、2所述的制备具有弹性应力发光性能的铌酸盐发光材料方法，其特征在于，Ca、Mg、Sr和Ba采用其氧化物或碳酸盐为原料，Nb采用其氧化物为原料，Pr和共掺杂的稀土和过渡金属元素采用其氧化物、硝酸盐或碳酸盐为原料，采用高温固相合成方法制备所述的具有弹性应力发光性能的铌酸盐发光材料，制备过程包括以下步骤：

a)按元素化学计量比分别称取原料，加入适量去离子水或无水乙醇，充分研磨后烘干得到混合粉料；

b)将步骤a)所得的粉料在空气中于800～1000℃下预烧，预烧保温时间为3～6小时；

c)将冷却后的预烧产物研磨混匀后，在空气中于1200～1500℃下煅烧，煅烧保温时间为3～8小时；

d)将步骤c)得到的煅烧产物冷却后研磨成粉即得到具有弹性应力发光性能的铌酸盐发光材料。

4.如权利要求1-3所述的具有弹性应力发光性能的铌酸盐发光材料，其特征在于，将制得的弹性应力发光材料粉料与光学透明的有机高分子弹性材料混合后，制成薄片或圆柱型树脂体或涂覆于待测部件表面，可将该部件所受机械应力转换为光能，实现应力分布检测。

5.如权利要求1-4所述的具有弹性应力发光性能的铌酸盐发光材料，可广泛应用于压力传感器、机械应力可视化、人造皮肤、智能蒙皮、自诊断系统、超精密器件加工，生物体、建筑物和机器的应力分布检测、城市建筑物防灾以及减灾系统、预测地震产生、检测飞机和汽车的损害、研究人体疾病等。