ZnS基多色力致发光材料的研究

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1、学校代码１０４５９学号或申请号２０１５２２１９２４９２＠密级专业硕士学位论文ＺｎＳ基多色力致发光材料的研究作者姓名：宋振导师姓名：董林教授专业名称：材料工程培养院系：材料科学与工程学院完成时间：２０１８年１０月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterStudyonZnS-basedMulticolorMechanoluminescenceMaterialByZhenSongSupervisor:Prof.LinDongMaterialEngi

2、neeringSchoolofMaterialsScienceandEngineeringOct2018原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研。宄所取得的成果除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者：日期：２０１８年１２月９日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。根据郑州大学有关保留、使用学位

3、论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文，本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时一，第署名单位仍然为郑州大学。保密论文在解密后应遵守此规定。学位论文作者：＾日期：２０１８年１２月９曰摘要摘要力致发光（Mechanoluminescence，ML）是指物体在受到外力时，将机械能量经过一系列的转换转化为光能的现象，根据力致发

4、光是否具有可重复性，我们可以将力致发光分为弹性力致发光和非弹性力致发光两个类别。对于弹性力致发光（Elastic-ML）来讲，这种力致发光材料一般具有高重复性，且在一定范围内力致发光光谱强度与所受机械力呈良好的线性关系等特点，在很多科技领域，例如应力分布可视化、房屋建筑微裂纹预防检测、生物成像、能源节约、信息传递等方面都具有很深的应用潜力。迄今为止，弹性力致发光材料仍存在许多需要解决的问题，例如材料的种类稀少、发光颜色单一、弹性力致发光材料机理尚不完善、缺乏规范统一的弹性力致发光性能表征系统等问题，这些问题的存在阻碍了力致发光的发展。针对以上弹性力致发光

5、材料所存在的这些问题，本文进行了开展了以下工作：（1）使用高温固相法制备了ZnS:Mn2+弹性力致发光材料，对形貌、晶体结构、光致发光、力致发光性能做了表征，利用两张带有EVA热封胶的PET塑封膜将其塑封到薄膜中心，制备出力致柔性发光薄膜器件，对其力致发光性能进行了研究。探索发现粉体在Mn2+掺杂浓度为1mol%，烧结温度为1050oC，烧制3个小时的样品具有最佳的力致发光性能。（2）采用高温固相法制备出一种蓝绿色的弹性力致发光材料ZnS:Cu+，证明了ZnS基材料在掺杂不同离子时颜色会发生变化，为力致发光材料改变发光颜色提供了一种思路。（3）根据对基质

6、ZnS晶体结构的研究，发现在1050oC烧结的ZnS是具有高压电相的纤锌矿型结构，由此利用压电诱导电子脱陷理论来阐释ZnS:Mn2+力致发光过程，同样，此压电诱导理论模型也适用于ZnS:Cu+弹性力致发光材料。（4）利用色彩混合原理，制备一种发蓝绿色光的ZnS基弹性力致发光材料，与已制备的ZnS:Mn2+以不同的质量比混合制作成器件，发现器件的颜色会根据不同比例的质量比变化，CIE的坐标值从ZnS:Cu+蓝绿色（0.28，0.55）线性渐变为ZnS:Mn2+橙红色（0.54，0.44），呈现很好的线性关系，说明这种力致发光颜色的变化有可操作性和实用性。I

7、摘要（5）本文掺杂不同离子的ZnS基弹性力致发光材料，证明在掺杂不同离子时会发出不同的颜色，使用色彩混合原理将两种ZnS基力致发光材料混合的方法，成功实现了力致发光颜色变换的目的，为实现力致发光材料全色彩发光奠定了基础和提供了新的研究方案思路。关键词：力致发光光致发光高温固相法荧光粉IIAbstractAbstractMechanoluminescence(ML)referstothephenomenonthattheobjectisstimulatedbytheexternalmechanicalforce.Accordingtotherepeatab

8、ilityoftheML,theMLcouldbeclassifiedintot