ZnS基多色力致發(fā)光材料的研究

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1、學(xué)校代碼１０４５９學(xué)號或申請?zhí)枺玻埃保担玻玻保梗玻矗梗玻崳姡烂芗墸崳妼I(yè)碩士學(xué)位論文ＺｎＳ基多色力致發(fā)光材料的研究作者姓名：宋振導(dǎo)師姓名：董林教授專業(yè)名稱：材料工程培養(yǎng)院系：材料科學(xué)與工程學(xué)院完成時間：２０１８年１０月AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterStudyonZnS-basedMulticolorMechanoluminescenceMaterialByZhenSongSupervisor:Prof.LinDongMaterialEngi

2、neeringSchoolofMaterialsScienceandEngineeringOct2018原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研。宄所取得的成果除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體，均己在文中以明確方式標明。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者：日期：２０１８年１２月９日學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品，知識產(chǎn)權(quán)歸屬鄭州大學(xué)。根據(jù)鄭州大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位

3、論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留或向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權(quán)鄭州大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或者其他復(fù)制手段保存論文和匯編本學(xué)位論文，本人離校后發(fā)表、使用學(xué)位論文或與該學(xué)位論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時一，第署名單位仍然為鄭州大學(xué)。保密論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定。學(xué)位論文作者：＾日期：２０１８年１２月９曰摘要摘要力致發(fā)光（Mechanoluminescence，ML）是指物體在受到外力時，將機械能量經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)化為光能的現(xiàn)象，根據(jù)力致發(fā)

4、光是否具有可重復(fù)性，我們可以將力致發(fā)光分為彈性力致發(fā)光和非彈性力致發(fā)光兩個類別。對于彈性力致發(fā)光（Elastic-ML）來講，這種力致發(fā)光材料一般具有高重復(fù)性，且在一定范圍內(nèi)力致發(fā)光光譜強度與所受機械力呈良好的線性關(guān)系等特點，在很多科技領(lǐng)域，例如應(yīng)力分布可視化、房屋建筑微裂紋預(yù)防檢測、生物成像、能源節(jié)約、信息傳遞等方面都具有很深的應(yīng)用潛力。迄今為止，彈性力致發(fā)光材料仍存在許多需要解決的問題，例如材料的種類稀少、發(fā)光顏色單一、彈性力致發(fā)光材料機理尚不完善、缺乏規(guī)范統(tǒng)一的彈性力致發(fā)光性能表征系統(tǒng)等問題，這些問題的存在阻礙了力致發(fā)光的發(fā)展。針對以上彈性力致發(fā)光

5、材料所存在的這些問題，本文進行了開展了以下工作：（1）使用高溫固相法制備了ZnS:Mn2+彈性力致發(fā)光材料，對形貌、晶體結(jié)構(gòu)、光致發(fā)光、力致發(fā)光性能做了表征，利用兩張帶有EVA熱封膠的PET塑封膜將其塑封到薄膜中心，制備出力致柔性發(fā)光薄膜器件，對其力致發(fā)光性能進行了研究。探索發(fā)現(xiàn)粉體在Mn2+摻雜濃度為1mol%，燒結(jié)溫度為1050oC，燒制3個小時的樣品具有最佳的力致發(fā)光性能。（2）采用高溫固相法制備出一種藍綠色的彈性力致發(fā)光材料ZnS:Cu+，證明了ZnS基材料在摻雜不同離子時顏色會發(fā)生變化，為力致發(fā)光材料改變發(fā)光顏色提供了一種思路。（3）根據(jù)對基質(zhì)

6、ZnS晶體結(jié)構(gòu)的研究，發(fā)現(xiàn)在1050oC燒結(jié)的ZnS是具有高壓電相的纖鋅礦型結(jié)構(gòu)，由此利用壓電誘導(dǎo)電子脫陷理論來闡釋ZnS:Mn2+力致發(fā)光過程，同樣，此壓電誘導(dǎo)理論模型也適用于ZnS:Cu+彈性力致發(fā)光材料。（4）利用色彩混合原理，制備一種發(fā)藍綠色光的ZnS基彈性力致發(fā)光材料，與已制備的ZnS:Mn2+以不同的質(zhì)量比混合制作成器件，發(fā)現(xiàn)器件的顏色會根據(jù)不同比例的質(zhì)量比變化，CIE的坐標值從ZnS:Cu+藍綠色（0.28，0.55）線性漸變?yōu)閆nS:Mn2+橙紅色（0.54，0.44），呈現(xiàn)很好的線性關(guān)系，說明這種力致發(fā)光顏色的變化有可操作性和實用性。I

7、摘要（5）本文摻雜不同離子的ZnS基彈性力致發(fā)光材料，證明在摻雜不同離子時會發(fā)出不同的顏色，使用色彩混合原理將兩種ZnS基力致發(fā)光材料混合的方法，成功實現(xiàn)了力致發(fā)光顏色變換的目的，為實現(xiàn)力致發(fā)光材料全色彩發(fā)光奠定了基礎(chǔ)和提供了新的研究方案思路。關(guān)鍵詞：力致發(fā)光光致發(fā)光高溫固相法熒光粉IIAbstractAbstractMechanoluminescence(ML)referstothephenomenonthattheobjectisstimulatedbytheexternalmechanicalforce.Accordingtotherepeatab

8、ilityoftheML,theMLcouldbeclassifiedintot