CN104710164A - 一种光学识别透明陶瓷条形码材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光学识别透明陶瓷条形码材料及其制备方法。由一种或多种陶瓷条形码码元前驱体膜组合、叠压而成，其中陶瓷条形码码元前驱体膜在红外光的激发下分别发出红色、橘黄、黄色、绿色、钴蓝色、天蓝色或海蓝色可见荧光；采用非水基Tap-casting技术流延不同陶瓷码元组分设计的浆料，经风干、叠压形成陶瓷码元前驱体膜；根据防伪需求，将不同发光性能的码元前驱体膜进行排列组合，并形成陶瓷素坯，高温排胶后，真空烧结制得。该种陶瓷条形码材料，在近红外光辐照下实现了各码元的不同可见光发射，具备隐形释读的特点，信息隐蔽性好；同时，还具有耐高温、耐酸碱腐蚀等特性，可在极端环境下保持结构的稳定性以及发光特性的保真。
Description
技术领域
本发明涉及条形码材料技术，特别涉及一种光学识别透明陶瓷条形码材料及其制备方法。
背景技术
条形码材料技术自美国N.J.Woodland于1949年申请专利至今，已经在商业、工业、图书馆及医院等行业的信息管理中得到了广泛的应用。条形码材料技术是一种信息标识与识别技术，采用最为普遍的条形码材料结构由宽条和窄条进行有序组合而成，作为物品的特有标志。将此特有的标志信息用计算机记录，在流通的过程中可通过特有的设备扫描，进行信息识别。但是这种结构的条形码材料易读取，易复制，因此隐蔽性差；由宽条窄条组合而成的条形码材料在有限的空间内可获得的编码的容量有限，限制了物品的标识；另有有机高分子发光条码，即将发光纳米颗粒嵌入聚合物中，通过光刻工艺形成条码，虽然提高了条形码的信息容量，但是需先合成具备发光性能的纳米颗粒，并将之均匀分散于有机溶剂中，工艺繁琐，且性能稳定性受到限制；此外，其与通常使用的纸质条形码材料一样，在高温、明火、酸碱等环境下结构极易被破坏，对于部分物品，如身份证、有价证券、机密文件等的标记和识别，可靠性及安全系数较低。
发明内容
本发明的目的是针对传统条形码材料存在的弊端，而提供一种光学识别透明陶瓷条形码材料，具备信息隐蔽性好、不易复制，耐高温、耐酸碱腐蚀等特性的透明陶瓷条形码材料；本发明的另一目的是提供上述材料的制备方法。
本发明的技术方案为：一种透明陶瓷条形码材料，其特征在于由一种或多种陶瓷条形码码元前驱体膜组合、叠压而成，其中陶瓷条形码码元前驱体膜在红外光的激发下分别发出红色、橘黄、黄色、绿色、钴蓝色、天蓝色或海蓝色可见荧光中；其中陶瓷条形码码元前驱体膜原料的组分及各组分占原料总量的摩尔百分量分别如下：发红色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 60～65mol％、Gd2O3 8～12mol％、Yb2O3 24.5～29.5mol％、Er2O3 0.01～0.05mol％、Tm2O3 0.05～0.1mol％；发橘黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 60～65mol％、Gd2O3 8～12mol％、Yb2O3 24.8～29.8mol％、Er2O3 0.02～0.05mol％；发黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 60～65mol％、Gd2O3 8～12mol％、Yb2O3 23.5～28.5mol％、Er2O3 0.5～0.95mol％；发绿光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 60～65mol％、Y2O3 13.5～15.5mol％、Gd2O3 8～12mol％、Yb2O3 9.5～13.5mol％、Er2O3 0.5～0.95mol％；发钴蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 60～65mol％、Y2O3 17.5～20mol％、Gd2O38～12mol％、Yb2O3 5～9mol％、Er2O3 0.5～0.95mol％；发天蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 60～65mol％、Y2O3 17.3～19.3mol％、Gd2O3 8～12mol％、Yb2O3 6.5～8.5mol％、Er2O3 0.01～0.04mol％、Tm2O3 0.05～0.1mol％；发海蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 60～65mol％、Y2O3 18.5～20.5mol％、Gd2O38～12mol％、Yb2O3 5～9mol％、Tm2O3 0.05～0.1mol％。
本发明还提供了上述透明陶瓷条形码材料的制备方法，每种码元前驱膜是通过非水基Tap-casting的方法成型，取一种或者多种码元前驱膜进行排列组合并叠压，而后结合真空烧结工艺制备而成。
其具体步骤如下：
A.陶瓷条形码码元前驱体膜的制备：
(1)根据发不同颜色光的陶瓷码元的化学计量比，准确称取所需的粉体原料；粉体原料中同时添加烧结助剂和烧结助剂；其中陶瓷条形码码元材料的组分及各组分占原料总量的摩尔百分量分别如下：发红色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 60～65mol％、Gd2O3 8～12mol％、Yb2O3 24.5～29.5mol％、Er2O30.01～0.05mol％、Tm2O3 0.05～0.1mol％；发橘黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 60～65mol％、Gd2O3 8～12mol％、Yb2O3 24.8～29.8mol％、Er2O3 0.02～0.05mol％；发黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 60～65mol％、Gd2O3 8～12mol％、Yb2O3 23.5～28.5mol％、Er2O3 0.5～0.95mol％；发绿光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 60～65mol％、Y2O3 13.5～15.5mol％、Gd2O3 8～12mol％、Yb2O39.5～13.5mol％、Er2O3 0.5～0.95mol％；发钴蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 60～65mol％、Y2O3 17.5～20mol％、Gd2O3 8～12mol％、Yb2O3 5～9mol％、Er2O3 0.5～0.95mol％；发天蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 60～65mol％、Y2O3 17.3～19.3mol％、Gd2O3 8～12mol％、Yb2O3 6.5～8.5mol％、Er2O3 0.01～0.04mol％、Tm2O3 0.05～0.1mol％；发海蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 60～65mol％、Y2O3 18.5～20.5mol％、Gd2O3 8～12mol％、Yb2O3 5～9mol％、Tm2O30.05～0.1mol％。
(2)将上述陶瓷码元粉体原料和烧结助剂与球磨介质共混，进行球磨，球磨后的浆料下干燥并过筛，获得所需的陶瓷粉体混合料；
(3)称取陶瓷粉体混合料，向其中添加溶剂、分散剂、粘结剂和增塑剂，充分混合成陶瓷浆料；
(4)将陶瓷浆料通过流延、自然风干后，裁剪出所需形状进行物理叠加，制成陶瓷码元前驱体膜；
B.将不同的陶瓷码元前驱体膜，按照防伪信息编码要求，进行叠压预压成型，制成复合陶瓷素坯；复合陶瓷素坯经过进一步的高温排胶后等静压处理、真空烧结和退火处理，即获得所需的光学识别透明陶瓷条形码材料。
优选上述的烧结助剂由正硅酸乙酯(TEOS)和氧化镁(MgO)共同组成，其中正硅酸乙酯的加入量为陶瓷码元前驱体膜原料粉体质量的0.3～0.8％，MgO的加入量为陶瓷码元前驱体膜原料粉体质量的0.01～0.1％。
优选步骤(2)中球磨时以无水乙醇为球磨介质；球磨转速为180～250r/min，球磨时间为8～12h；球料质量比为2～4:1；无水乙醇的体积与原料粉体质量比为1～2ml/g。优选浆料研磨干燥后过200目筛。
优选所述的溶剂为乙醇、异丙醇或二甲苯中的两种或者三种；所述的分散剂为聚丙烯酸、聚丙烯、聚丙烯胺、聚乙烯、聚二乙烯、鲱鱼油、鱼油或蓖麻油中的一种或多种；所述的粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、阿拉伯树胶、甲基纤维素、羟甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、甲基丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、羟丙基纤维素或聚氧乙烯中的一种或多种；所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、脂肪酸、聚酯增塑剂或环氧增塑剂中的一种或多种；溶剂的加入量为陶瓷码元前驱体膜原料粉体质量的40～50％；分散剂的加入量为陶瓷码元前驱体膜原料粉体质量的2～4％；粘结剂的加入量为陶瓷码元前驱体膜原料粉体质量的5～12％；增塑剂的加入量为陶瓷码元前驱体膜原料粉体质量的2～10％。
优选预压成型的压力为15～20MPa；优选高温排胶为将素坯置于马弗炉中，0.2～1℃/min的升温速率升温至800～1000℃，保温3～8小时。等静压成型压力为200～250MPa。优选所述的真空烧结：烧结温度为1700～1900℃，保温时间为4～20h，真空度为10-3～10-4Pa；退火处理为在空气气氛下退火，退火温度1400～1500℃，保温4～20h。
本发明所制备的单层码元厚度有优选为40～150μm，陶瓷条形码厚度优选为40um～3.5mm。
在近红外光激发下，组成透明陶瓷条形码材料由一种或多种陶瓷码元组成，可发射出一种荧光或一种以上的可见荧光的组合。
然后进行研磨，并过200目筛
通过上述方法的制备的透明陶瓷条形码材料，其在中心波长为980nm的激光辐照下，可发出红色、橘黄、黄色、绿色、钴蓝色、海蓝色或天蓝色七种可见荧光中的两种或者多种。
在本发明中，发红色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 60～65mol％、Gd2O38～12mol％、Yb2O3 24.5～29.5mol％、Er2O3 0.01～0.05mol％、Tm2O3 0.05～0.1mol％；发橘黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 60～65mol％、Gd2O3 8～12mol％、Yb2O3 24.8～29.8mol％、Er2O3 0.02～0.05mol％；发黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 60～65mol％、Gd2O3 8～12mol％、Yb2O3 23.5～28.5mol％、Er2O30.5～0.95mol％；发绿光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 60～65mol％、Y2O3 13.5～15.5mol％、Gd2O3 8～12mol％、Yb2O3 9.5～13.5mol％、Er2O3 0.5～0.95mol％；发钴蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 60～65mol％、Y2O3 17.5～20mol％、Gd2O3 8～12mol％、Yb2O3 5～9mol％、Er2O3 0.5～0.95mol％；发天蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 60～65mol％、Y2O3 17.3～19.3mol％、Gd2O3 8～12mol％、Yb2O3 6.5～8.5mol％、Er2O3 0.01～0.04mol％、Tm2O3 0.05～0.1mol％；发海蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 60～65mol％、Y2O3 18.5～20.5mol％、Gd2O3 8～12mol％、Yb2O3 5～9mol％、Tm2O3 0.05～0.1mol％。
在本发明中，更有选发红光的码元材料由下列组分按照摩尔百分比构成：α-Al2O3 62％、Gd2O3 11.5％、Yb2O3 26.37％、Er2O3 0.05％、Tm2O3 0.08％；发橘黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 62.5％、Gd2O3 11％、Yb2O3 26.47％、Er2O30.03％；发黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 65％、Gd2O3 8％、Yb2O326.13％、Er2O3 0.87％；发绿光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 65％、Y2O3 14.23％、Gd2O3 9％、Yb2O3 11％、Er2O3 0.77％；发钴蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 62.23％、Y2O3 19.75％、Gd2O3 11.26％、Yb2O3 5.86％、Er2O3 0.9％；发天蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 61.94％、Y2O3 18.66％、Gd2O3 11.26％、Yb2O3 8％、Er2O3 0.04％、Tm2O3 0.1％；发海蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 61.5％、Y2O3 19.9％、Gd2O3 11.2％、Yb2O3 7.33％、Tm2O3 0.07％。
本发明采用Tap-casting方法成型，可以根据需要，调节流延刀刀口间距，控制流延膜的厚度，以及通过调节叠压的流延膜的层数，控制码元的厚度，获得从微米尺寸到更大宏观尺寸的陶瓷条形码材料；此外，该项技术可以从现有的七种码元中任意挑选并进行数学排列组合，组合形式多样，可以是ABCD组合，也可以是ABCABC组合等等，且码元种类繁多，助推陶瓷条形码容量的提升，扩大了使用范畴；再者，将本发明中的透明陶瓷条形码分别研磨成细小陶瓷颗粒，再与现有的喷墨或印刷防伪技术相结合，把携带不同信息的“条码浆料”以“条和空”的形式植入，形成了二维的复合条形码，不仅大幅提高了容量，同时加强了信息的相关性，提高了信息的保密密级。采用中心波长为980nm的激光光源激发条形码材料，条形码材料发出“可见光条形码材料”，通过彩色面阵CCD摄像头拍摄条形码材料图像，并收集信息，再基于图像模式编程识别条形码材料信息。
有益效果：
本发明充分利用稀土离子丰富的能级及稀土功能材料优异的荧光特性，制备成多种能量上转换发光材料，并通过特定的工艺制备成码元，经真空烧结工艺最终获得透明陶瓷条形码材料。该透明陶瓷条形码材料具有灵敏的光响应能力，由码元复合而成的陶瓷能实现不同片层的不同可见光的发射，具备隐形释读的特点，信息隐蔽性好；特别是该种陶瓷条形码材料具有耐超高温(1700℃)、耐酸碱腐蚀等特性，可在极端环境下保持结构的稳定性以及发光特性的保真。此外，本发明的制备方法简单，可控性高，重复性好，适用于规模化生产。
附图说明
图1是本发明实施案例1-7所提供的七种码元材料在980nm激光激发下的荧光色度坐标；其中T2-1为红色码元材料的色度坐标，T2-2为橘黄色码元材料的色度坐标，T2-3为黄色码元材料的色度坐标，T2-4为绿色码元材料的色度坐标，T2-5为钴蓝色码元材料的色度坐标，T2-6为天蓝色码元材料的色度坐标，T2-7为海蓝色码元材料的色度坐标。
具体实施方式
下面结合附图和具体实例，对本发明作进一步说明。
实施例1
本发明所述的透明陶瓷条形码，在980nm的红外激光光源激发下发红光，由下列组分构成：α-Al2O3 0.186mol、Gd2O3 0.0345mol、Yb2O3 0.0791mol、Er2O30.00015mol和Tm2O3 0.00025mol、TEOS 0.1884g、MgO 0.0314g。准确称取上述原料，向其中加入220g氧化铝球，70ml无水乙醇，置于行星磨中进行充分混合，行星磨转速为180rpm，球磨12小时。球磨后的浆料在60℃恒温烘箱中干燥24小时。然后进行研磨，并过200目筛。向获得的陶瓷粉体中加入异丙醇20g、乙醇5.2g，聚丙烯酸1.26g，聚乙烯醇缩丁醛5.02g，邻苯二甲酸二丁酯2.51g，充分混合成陶瓷浆料。然后在全自动流延机上刮制成红光码元前驱体膜。然后将前驱体膜裁剪成方片，获得条形码材料素坯；将素坯置于马弗炉中，0.3℃/min的升温速率升温至800℃，保温3小时，进行排胶处理；排胶后在200MPa压力下进行等静压处理，获得致密的陶瓷素坯，并在1860℃温度下进行真空烧结，保温6h。烧结过程中真空度为10-3Pa；烧结完毕后降至室温，将陶瓷放入退火炉中，在1500℃温度下退火处理6h，消除陶瓷内的微观缺陷，获得透明陶瓷条形码材料。该陶瓷条形码材料在980nm激光激发下发出红色荧光带，其厚度为50μm，通过彩色面阵CCD摄像头拍摄条形码材料图像，并收集信息，再基于图像模式编程识别条形码材料信息。
实施例2
本发明所述的透明陶瓷条形码，在980nm的红外激光光源激发下发橘黄色光，由下列组分构成：α-Al2O3 0.1875mol、Gd2O3 0.033mol、Yb2O3 0.0794mol、Er2O3 0.0001mol、TEOS 0.312g、MgO 0.0125g。准确称取上述原料，向其中加入125g氧化铝球，93.6ml无水乙醇，置于行星磨中进行充分混合，行星磨转速为250rpm，球磨8小时。球磨后的浆料在60℃恒温烘箱中干燥24小时。然后进行研磨，并过200目筛。向获得的陶瓷粉体中加入异丙醇20g、二甲苯6.8g，蓖麻油1.56g，聚乙烯醇5.62g，聚酯增塑剂2.8g，充分混合成陶瓷浆料。然后在全自动流延机上刮制成橘黄色码元前驱体膜。然后将码元前驱体膜裁成方片，获得条形码材料素坯；将素坯置于马弗炉中，0.5℃/min的升温速率升温至800℃，保温8小时，进行排胶处理；排胶后在250MPa压力下进行等静压处理，获得致密的陶瓷素坯，并在1860℃温度下进行真空烧结，保温4h。烧结过程中真空度为10-3Pa；烧结完毕后降至室温，将陶瓷放入退火炉中，在1500℃温度下退火处理4h，消除陶瓷内的微观缺陷，获得透明陶瓷条形码材料。该陶瓷条形码材料在980nm激光激发下发出条状的橘黄色的荧光带，其厚度为140μm，通过彩色面阵CCD摄像头拍摄条形码材料图像，并收集信息，再基于图像模式编程识别条形码材料信息。
实施例3
本发明所述的透明陶瓷条形码，在980nm的红外激光光源激发下发黄色光，由下列组分构成：α-Al2O3 0.195mol、Gd2O3 0.024mol、Yb2O3 0.0784mol、Er2O30.0026mol、TEOS 0.4838g、MgO 0.0605g。准确称取上述原料，向其中加入152g氧化铝球，108.8ml无水乙醇，置于行星磨中进行充分混合，行星磨转速为200rpm，球磨10小时。球磨后的浆料在60℃恒温烘箱中干燥24小时。然后进行研磨，并过200目筛。向获得的陶瓷粉体中加入乙醇8.4g、异丙醇15.23g、二甲苯3.54g，聚丙烯酸1.69g，羟丙基纤维素5.74g，环氧增塑剂3.02g，充分混合成陶瓷浆料。然后在全自动流延机上刮制成黄光码元前驱体膜。然后将码元前驱体膜裁成尺寸一致的方片，取三片进行叠压，压力为15MPa，获得条形码材料素坯；将素坯置于马弗炉中，0.8℃/min的升温速率升温至900℃，保温8小时，进行排胶处理；排胶后在220MPa压力下进行等静压处理，获得致密的陶瓷素坯，并在1820℃温度下进行真空烧结，保温6h。烧结过程中真空度为10-3Pa；烧结完毕后降至室温，将陶瓷放入退火炉中，在1450℃温度下退火处理6h，消除陶瓷内的微观缺陷，获得透明陶瓷条形码材料。该陶瓷条形码材料在980nm激光激发下发出条状的黄色的荧光带，其厚度为240μm，通过彩色面阵CCD摄像头拍摄条形码材料图像，并收集信息，再基于图像模式编程识别条形码材料信息。
实施例4
本发明所述的透明陶瓷条形码，在980nm的红外激光光源激发下发绿光，由下列组分构成：α-Al2O3 0.195mol、Y2O3 0.0427mol、Gd2O3 0.027mol、Yb2O30.033mol、Er2O3 0.0023mol、TEOS 0.3191g、MgO 0.0426 g。准确称取上述原料，向其中加入160g氧化铝球，106.4ml无水乙醇，置于行星磨中进行充分混合，行星磨转速为220rpm，球磨12小时。球磨后的浆料在60℃恒温烘箱中干燥24小时。然后进行研磨，并过200目筛。向获得的陶瓷粉体中加入乙醇11.48g、异丙醇10.2g、二甲苯3.83g，聚乙二烯1.60g，阿拉伯树胶2.66g，柠檬酸酯1.06g，充分混合成陶瓷浆料。然后在全自动流延机上刮制成绿光码元前驱体膜。然后将码元前驱体膜裁成尺寸一致的方片，取五片进行叠压，预压压力为16MPa，获得条形码材料素坯；将素坯置于马弗炉中，1℃/min的升温速率升温至850℃，保温5小时，进行排胶处理；排胶后在200MPa压力下进行等静压处理，获得致密的陶瓷素坯，并在1780℃温度下进行真空烧结，保温8h。烧结过程中真空度为10-4Pa；烧结完毕后降至室温，将陶瓷放入退火炉中，在1400℃温度下退火处理8h，消除陶瓷内的微观缺陷，获得透明陶瓷条形码材料。该陶瓷条形码材料在980nm激光激发下发出条状的绿色的荧光带，其厚度为400μm，通过彩色面阵CCD摄像头拍摄条形码材料图像，并收集信息，再基于图像模式编程识别条形码材料信息。
实施例5
本发明所述的透明陶瓷条形码，在980nm的红外激光光源激发下发钴蓝色光，由下列组分构成：α-Al2O3 0.1868mol、Y2O3 0.0593mol、Gd2O3 0.0338mol、Yb2O3 0.0176mol、Er2O3 0.0027mol、TEOS 0.278g、MgO 0.0556g。准确称取上述原料，向其中加入222.4g氧化铝球，83.4ml无水乙醇，置于行星磨中进行充分混合，行星磨转速为200rpm，球磨12小时。球磨后的浆料在60℃恒温烘箱中干燥24小时。然后进行研磨，并过200目筛。向获得的陶瓷粉体中加入异丙醇22.4g、二甲苯5.56g，聚丙烯酸1.89g，聚乙烯醇缩丁醛3.34g，邻苯二甲酸二丁酯3.34g，充分混合成陶瓷浆料。然后在全自动流延机上刮制成钴蓝色光码元前驱体膜。然后将码元前驱体膜裁成尺寸一致的方片，取十片进行叠压，预压压力为20MPa，获得条形码材料素坯；将素坯置于马弗炉中，0.4℃/min的升温速率升温至800℃，保温6小时，进行排胶处理；排胶后在200MPa压力下进行等静压处理，获得致密的陶瓷素坯，并在1760℃温度下进行真空烧结，保温10h。烧结过程中真空度为10-4Pa；烧结完毕后降至室温，将陶瓷放入退火炉中，在1400℃温度下退火处理8h，消除陶瓷内的微观缺陷，获得透明陶瓷条形码材料。该陶瓷条形码材料在980nm激光激发下发出条状的钴蓝色的荧光带，其厚度为500μm，通过彩色面阵CCD摄像头拍摄条形码材料图像，并收集信息，再基于图像模式编程识别条形码材料信息。
实施例6
本发明所述的透明陶瓷条形码，在980nm的红外激光光源激发下发天蓝色光，由下列组分构成：α-Al2O3 0.1859mol、Y2O3 0.0560mol、Gd2O3 0.0338mol、Yb2O3 0.024mol、Er2O3 0.00012mol、Tm2O3 0.0003mol、TEOS 0.2672g、MgO0.0534g。准确称取上述原料，向其中加入160g氧化铝球，80.1ml无水乙醇，置于行星磨中进行充分混合，行星磨转速为200rpm，球磨10小时。球磨后的浆料在60℃恒温烘箱中干燥24小时。然后进行研磨，并过200目筛。向获得的陶瓷粉体中加入异丙醇24.1g、二甲苯2.67g，蓖麻油1.92g，聚乙烯醇缩丁醛5.88g，邻苯二甲酸二丁酯5.34g，充分混合成陶瓷浆料。然后在全自动流延机上刮制成天蓝色光码元前驱体膜。然后将码元前驱体膜裁成尺寸一致的方片，取二片进行叠压，预压压力为20MPa，获得条形码材料素坯；将素坯置于马弗炉中，0.8℃/min的升温速率升温至1000℃，保温6小时，进行排胶处理；排胶后在200MPa压力下进行等静压处理，获得致密的陶瓷素坯，并在1720℃温度下进行真空烧结，保温6h。烧结过程中真空度为10-4Pa；烧结完毕后降至室温，将陶瓷放入退火炉中，在1400℃温度下退火处理6h，消除陶瓷内的微观缺陷，获得透明陶瓷条形码材料。该陶瓷条形码材料在980nm激光激发下发出条状的天蓝色的荧光带，其厚度为90μm，通过彩色面阵CCD摄像头拍摄条形码材料图像，并收集信息，再基于图像模式编程识别条形码材料信息。
实施例7
本发明所述的透明陶瓷条形码，在980nm的红外激光光源激发下发海蓝色光，由下列组分构成：α-Al2O3 0.1845mol、Y2O3 0.0597mol、Gd2O3 0.0336mol、Yb2O3 0.0220mol、Tm2O3 0.0002mol、TEOS 0.2661g、MgO 0.0532g。准确称取上述原料，向其中加入160g氧化铝球，80.0ml无水乙醇，置于行星磨中进行充分混合，行星磨转速为200rpm，球磨12小时。球磨后的浆料在60℃恒温烘箱中干燥24小时。然后进行研磨，并过200目筛。向获得的陶瓷粉体中加入异丙醇21.55g、二甲苯2.39g，聚乙二烯2.02g，甲基纤维素6.17g，脂肪酸酯4.26g，充分混合成陶瓷浆料。然后在全自动流延机上刮制成海蓝色光码元前驱体膜。然后将码元前驱体膜裁成尺寸一致的方片，取二片进行叠压，预压压力为20MPa，获得条形码材料素坯；将素坯置于马弗炉中，1℃/min的升温速率升温至800℃，保温6小时，进行排胶处理；排胶后在200MPa压力下进行等静压处理，获得致密的陶瓷素坯，并在1720℃温度下进行真空烧结，保温6h。烧结过程中真空度为10-4Pa；烧结完毕后降至室温，将陶瓷放入退火炉中，在1400℃温度下退火处理6h，消除陶瓷内的微观缺陷，获得透明陶瓷条形码材料。该陶瓷条形码材料在980nm激光激发下发出条状的海蓝色的荧光带，其厚度为100μm，通过彩色面阵CCD摄像头拍摄条形码材料图像，并收集信息，再基于图像模式编程识别条形码材料信息。
以上实施例所制备的透明陶瓷条形码在980nm激光激发下的荧光色度坐标图如图1所示，从图上可以看出透明陶瓷条形码在980nm激光激发下分别发出相应的光。
实施例8
本发明所述的透明陶瓷条形码材料，条码是由四种码元组配而成。码元在波长为980nm的红外激光光源的激发下可分别发出红色、橘黄色、绿色和钴蓝色四种颜色的荧光。其中发红光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.186mol、Gd2O30.0345mol、Yb2O3 0.0791mol、Er2O3 0.00015mol和Tm2O3 0.00025mol、TEOS0.1884g、MgO 0.0314g；发橘黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.1875mol、Gd2O3 0.033mol、Yb2O3 0.0794mol、Er2O3 0.0001mol、TEOS 0.312g、MgO 0.0125g；发绿色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.195mol、Y2O3 0.0427mol、Gd2O30.027mol、Yb2O3 0.033mol、Er2O3 0.0023mol、TEOS 0.3191g、MgO 0.0426g；发钴蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.1868mol、Y2O3 0.0593mol、Gd2O30.0338mol、Yb2O3 0.0176mol、Er2O3 0.0027mol、TEOS 0.278g、MgO 0.0556g。分别将同种膜裁成相同尺寸的三层，并分别进行叠压，压力为20MPa，制备而成四种码元。将这四种码元按照红、橘黄、绿、钴蓝的顺序进行二次叠压，压力为15MPa，获得条形码材料素坯；将素坯置于马弗炉中，0.3℃/min的升温速率升温至800℃，保温3小时，进行排胶处理；排胶后在200MPa压力下进行等静压处理，获得致密的陶瓷素坯，并在1800℃温度下进行真空烧结，保温10h。烧结过程中真空度为10-3Pa；烧结完毕后降至室温，将陶瓷放入退火炉中，在1500℃温度下退火处理6h，消除陶瓷内的微观缺陷，获得透明陶瓷条形码材料，其厚度为600um。该陶瓷条形码材料在980nm激光激发下分别发出条状的红色、橘黄色、绿色、钴蓝色荧光带，通过彩色面阵CCD摄像头拍摄条形码材料图像，并收集信息，再基于图像模式编程识别条形码材料信息。
实施例9
本发明所述的透明陶瓷条形码材料，条码是由四种码元组配而成。码元在波长为980nm的红外激光光源的激发下可分别发出红色、橘黄色、绿色和钴蓝色四种颜色的荧光。其中发红光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.186mol、Gd2O30.0345mol、Yb2O3 0.0791mol、Er2O3 0.00015mol和Tm2O3 0.00025mol、TEOS0.1884g、MgO 0.0314g；发橘黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.1875mol、Gd2O3 0.033mol、Yb2O3 0.0794mol、Er2O3 0.0001mol、TEOS 0.312g、MgO 0.0125g；发绿色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.195mol、Y2O3 0.0427mol、Gd2O30.027mol、Yb2O3 0.033mol、Er2O3 0.0023mol、TEOS 0.3191g、MgO 0.0426g；发钴蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.1868mol、Y2O3 0.0593mol、Gd2O30.0338mol、Yb2O3 0.0176mol、Er2O3 0.0027mol、TEOS 0.278g、MgO 0.0556g。分别将同种膜裁成相同尺寸的四层，并分别进行叠压，压力为20MPa，制备而成四种码元。将这四种码元按照红、钴蓝、绿、橘黄的顺序进行二次叠压，压力为15MPa，获得条形码材料素坯；将素坯置于马弗炉中，0.5℃/min的升温速率升温至800℃，保温8小时，进行排胶处理；排胶后在200MPa压力下进行等静压处理，获得致密的陶瓷素坯，并在1800℃温度下进行真空烧结，保温12h。烧结过程中真空度为10-3Pa；烧结完毕后降至室温，将陶瓷放入退火炉中，在1500℃温度下退火处理12h，消除陶瓷内的微观缺陷，获得透明陶瓷条形码材料，其厚度为800um。该陶瓷条形码材料在980nm激光激发下分别发出条状的红、钴蓝、绿、橘黄色的荧光带，通过彩色面阵CCD摄像头拍摄条形码材料图像，并收集信息，再基于图像模式编程识别条形码材料信息。
实施例10
本发明所述的透明陶瓷条形码材料，条码是由七种码元组配而成。码元在波长为980nm的红外激光光源的激发下可分别发出红色、橘黄、黄色、绿色、钴蓝色、海蓝色、天蓝色七种颜色的荧光。其中发红光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.186mol、Gd2O3 0.0345mol、Yb2O3 0.0791mol、Er2O3 0.00015mol和Tm2O3 0.00025mol、TEOS 0.1884g、MgO 0.0314g；发橘黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.1875mol、Gd2O3 0.033mol、Yb2O3 0.0794mol、Er2O3 0.0001mol、TEOS 0.312g、MgO 0.0125g；发黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O30.195mol、Gd2O3 0.024mol、Yb2O3 0.0784mol、Er2O3 0.0026mol、TEOS 0.4838g、MgO 0.0605g；发绿色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.195mol、Y2O3 0.0427mol、Gd2O3 0.027mol、Yb2O3 0.033mol、Er2O3 0.0023mol、TEOS 0.3191g、MgO0.0426g；发钴蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.1868mol、Y2O3 0.0593mol、Gd2O3 0.0338mol、Yb2O3 0.0176mol、Er2O3 0.0027mol、TEOS 0.278g、MgO 0.0556g；发天蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.1859mol、Y2O30.0560mol、Gd2O3 0.0338mol、Yb2O3 0.024mol、Er2O3 0.00012mol、Tm2O3 0.0003mol、TEOS 0.2672g、MgO 0.0534g；发海蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O30.1845mol、Y2O3 0.0597mol、Gd2O3 0.0336mol、Yb2O3 0.0220mol、Tm2O3 0.0002mol、TEOS 0.2661g、MgO 0.0532g。分别将同种膜裁成相同尺寸的1层，制备而成七种码元。将这七种码元按照红、橘黄、黄、绿、钴蓝、天蓝、海蓝色的顺序进行叠压，压力为15MPa，获得条形码材料素坯；将素坯置于马弗炉中，1℃/min的升温速率升温至800℃，保温5小时，进行排胶处理；排胶后在200MPa压力下进行等静压处理，获得致密的陶瓷素坯，并在1780℃温度下进行真空烧结，保温15h，烧结过程中真空度10-3Pa；烧结完毕后降至室温，将陶瓷放入退火炉中，在1400℃温度下退火处理20h，消除陶瓷内的微观缺陷，获得透明陶瓷条形码材料，其厚度为350um。该陶瓷条形码材料在980nm激光激发下分别发出条状的红、橘黄、黄、绿、钴蓝、天蓝、海蓝色的荧光带，通过彩色面阵CCD摄像头拍摄条形码材料图像，并收集信息，再基于图像模式编程识别条形码材料信息。
实施例11
本发明所述的透明陶瓷条形码材料，条码是由七种码元组配而成。码元在波长为980nm的红外激光光源的激发下可分别发出红色、橘黄、黄色、绿色、钴蓝色、海蓝色、天蓝色这七种颜色的荧光。其中发红光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.186mol、Gd2O3 0.0345mol、Yb2O3 0.0791mol、Er2O3 0.00015mol和Tm2O3 0.00025mol、TEOS 0.1884g、MgO 0.0314g；发橘黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.1875mol、Gd2O3 0.033mol、Yb2O3 0.0794mol、Er2O3 0.0001mol、TEOS 0.312g、MgO 0.0125g；发黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O30.195mol、Gd2O3 0.024mol、Yb2O3 0.0784mol、Er2O3 0.0026mol、TEOS 0.4838g、MgO 0.0605g；发绿色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.195mol、Y2O3 0.0427mol、Gd2O3 0.027mol、Yb2O3 0.033mol、Er2O3 0.0023mol、TEOS 0.3191g、MgO0.0426g；发钴蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.1868mol、Y2O3 0.0593mol、Gd2O3 0.0338mol、Yb2O3 0.0176mol、Er2O3 0.0027mol、TEOS 0.278g、MgO 0.0556g；发天蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.1859mol、Y2O30.0560mol、Gd2O3 0.0338mol、Yb2O3 0.024mol、Er2O3 0.00012mol、Tm2O3 0.0003mol、TEOS 0.2672g、MgO 0.0534g；发海蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O30.1845mol、Y2O3 0.0597mol、Gd2O3 0.0336mol、Yb2O3 0.0220mol、Tm2O3 0.0002mol、TEOS 0.2661g、MgO 0.0532g。分别将同种膜裁成相同尺寸的三层，并分别进行叠压制备而成七种码元，压力为15MPa。将这七种码元按照橘黄、红、天蓝、海蓝、绿、钴蓝和黄色的顺序进行二次叠压，压力为15MPa，获得条形码材料素坯；将素坯置于马弗炉中，0.3℃/min的升温速率升温至1000℃，保温3小时，进行排胶处理；排胶后在200MPa压力下进行等静压处理，获得致密的陶瓷素坯，并在1780℃温度下进行真空烧结，保温20h，烧结过程中真空度10-3Pa；烧结完毕后降至室温，将陶瓷放入退火炉中，在1450℃温度下退火处理20h，消除陶瓷内的微观缺陷，获得透明陶瓷条形码材料，其厚度为2.1mm。该陶瓷条形码材料在980nm激光激发下分别发出条状的橘黄、红、天蓝、海蓝、绿、钴蓝和黄色的荧光带，通过彩色面阵CCD摄像头拍摄条形码材料图像，并收集信息，再基于图像模式编程识别条形码材料信息。
实施例12
本发明所述的透明陶瓷条形码材料，条码是由七种码元组配而成。码元在波长为980nm的红外激光光源的激发下可分别发出红色、橘黄、黄色、绿色、钴蓝色、海蓝色、天蓝色这七种颜色的荧光。其中发红光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.186mol、Gd2O3 0.0345mol、Yb2O3 0.0791mol、Er2O3 0.00015mol和Tm2O3 0.00025mol、TEOS 0.1884g、MgO 0.0314g；发橘黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.1875mol、Gd2O3 0.033mol、Yb2O3 0.0794mol、Er2O3 0.0001mol、TEOS 0.312g、MgO 0.0125g；发黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O30.195mol、Gd2O3 0.024mol、Yb2O3 0.0784mol、Er2O3 0.0026mol、TEOS 0.4838g、MgO 0.0605g；发绿色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.195mol、Y2O3 0.0427mol、Gd2O3 0.027mol、Yb2O3 0.033mol、Er2O3 0.0023mol、TEOS 0.3191g、MgO0.0426g；发钴蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.1868mol、Y2O3 0.0593mol、Gd2O3 0.0338mol、Yb2O3 0.0176mol、Er2O3 0.0027mol、TEOS 0.278g、MgO 0.0556g；发天蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.1859mol、Y2O30.0560mol、Gd2O3 0.0338mol、Yb2O3 0.024mol、Er2O3 0.00012mol、Tm2O3 0.0003mol、TEOS 0.2672g、MgO 0.0534g；发海蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O30.1845mol、Y2O3 0.0597mol、Gd2O3 0.0336mol、Yb2O3 0.0220mol、Tm2O3 0.0002mol、TEOS 0.2661g、MgO 0.0532g。分别将同种膜裁成相同尺寸的四层，并分别进行叠压，压力为15MPa，制备而成七种码元。将这七种码元按照红、钴蓝、橘黄、绿、海蓝、黄色和天蓝色的顺序进行二次叠压，压力为15MPa，获得条形码材料素坯；将素坯置于马弗炉中，0.3℃/min的升温速率升温至900℃，保温6小时，进行排胶处理；排胶后在200MPa压力下进行等静压处理，获得致密的陶瓷素坯，并在1720℃温度下进行真空烧结，保温12h，烧结过程中真空度为10-4Pa；烧结完毕后降至室温，将陶瓷放入退火炉中，在1400℃温度下退火处理6h，消除陶瓷内的微观缺陷，获得透明陶瓷条形码材料，其厚度为3.2mm。该陶瓷条形码材料在980nm激光激发下分别发出条状的红、钴蓝、橘黄、绿、海蓝、黄色和天蓝色的荧光带，通过彩色面阵CCD摄像头拍摄条形码材料图像，并收集信息，再基于图像模式编程识别条形码材料信息。
实施例13
本发明所述的透明陶瓷条形码材料，条码是由六种码元组配而成。码元在波长为980nm的红外激光光源的激发下可分别发出红色、橘黄、黄色、绿色、海蓝色、天蓝色这六种颜色的荧光。其中发红光的码元由下列组分构成：α-Al2O30.186mol、Gd2O3 0.0345mol、Yb2O3 0.0791mol、Er2O3 0.00015mol和Tm2O30.00025mol、TEOS 0.1884g、MgO 0.0314g；发橘黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.1875mol、Gd2O3 0.033mol、Yb2O3 0.0794mol、Er2O3 0.0001mol、TEOS 0.312g、MgO 0.0125g；发黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.195mol、Gd2O3 0.024mol、Yb2O3 0.0784mol、Er2O3 0.0026mol、TEOS 0.4838g、MgO 0.0605g；发绿色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.195mol、Y2O3 0.0427mol、Gd2O3 0.027mol、Yb2O3 0.033mol、Er2O3 0.0023mol、TEOS 0.3191g、MgO0.0426g；发天蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.1859mol、Y2O3 0.0560mol、Gd2O3 0.0338mol、Yb2O3 0.024mol、Er2O3 0.00012mol、Tm2O3 0.0003mol、TEOS 0.2672g、MgO 0.0534g；发海蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.1845mol、Y2O3 0.0597mol、Gd2O3 0.0336mol、Yb2O3 0.0220mol、Tm2O3 0.0002mol、TEOS 0.2661g、MgO 0.0532g。分别将同种膜裁成相同尺寸的二层，并分别进行叠压，压力为20MPa，制备而成六种码元。将这六种码元按照海蓝色、黄色、红色、绿色、天蓝色和橘黄色的顺序进行叠压，压力为20MPa，获得条形码材料素坯；将素坯置于马弗炉中，0.3℃/min的升温速率升温至800℃，保温3小时，进行排胶处理；排胶后在200MPa压力下进行等静压处理，获得致密的陶瓷素坯，并在1800℃温度下进行真空烧结，保温10h，烧结过程中真空度10-3Pa；烧结完毕后降至室温，将陶瓷放入退火炉中，在1450℃温度下退火处理10h，消除陶瓷内的微观缺陷，获得透明陶瓷条形码材料，其厚度为600um。该陶瓷条形码材料在980nm激光激发下分别发出条状的海蓝色、黄色、红色、绿色、天蓝色和橘黄色的荧光带，通过彩色面阵CCD摄像头拍摄条形码材料图像，并收集信息，再基于图像模式编程识别条形码材料信息。
实施例14
本发明所述的透明陶瓷条形码材料，条码是由五种码元组配而成。码元在波长为980nm的红外激光光源的激发下可分别发出红色、橘黄、黄色、绿色、天蓝色这五种颜色的荧光。其中发红光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.186mol、Gd2O3 0.0345mol、Yb2O3 0.0791mol、Er2O3 0.00015mol和Tm2O3 0.00025mol、TEOS 0.1884g、MgO 0.0314g；发橘黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O30.1875mol、Gd2O3 0.033mol、Yb2O3 0.0794mol、Er2O3 0.0001mol、TEOS 0.312g、MgO 0.0125g；发黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.195mol、Gd2O30.024mol、Yb2O3 0.0784mol、Er2O3 0.0026mol、TEOS 0.4838g、MgO 0.0605g；发绿色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.195mol、Y2O3 0.0427mol、Gd2O30.027mol、Yb2O3 0.033mol、Er2O3 0.0023mol、TEOS 0.3191g、MgO 0.0426g；发天蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.1859mol、Y2O3 0.0560mol、Gd2O30.0338mol、Yb2O3 0.024mol、Er2O3 0.00012mol、Tm2O3 0.0003mol、TEOS0.2672g、MgO 0.0534g。将每种膜裁成相同尺寸的一层，将这六种码元按照黄色、红色、绿色、天蓝色和橘黄色的顺序进行叠压，压力为20MPa，获得条形码材料素坯；将素坯置于马弗炉中，1℃/min的升温速率升温至800℃，保温3小时，进行排胶处理；排胶后在200MPa压力下进行等静压处理，获得致密的陶瓷素坯，并在1800℃温度下进行真空烧结，保温10h，烧结过程中真空度10-3Pa；烧结完毕后降至室温，将陶瓷放入退火炉中，在1450℃温度下退火处理20h，消除陶瓷内的微观缺陷，获得透明陶瓷条形码材料，其厚度为280um。该陶瓷条形码材料在980nm激光激发下分别发出条状的黄色、红色、绿色、天蓝色和橘黄色的荧光带，通过彩色面阵CCD摄像头拍摄条形码材料图像，并收集信息，再基于图像模式编程识别条形码材料信息。
实施例15
本发明所述的透明陶瓷条形码材料，条码是由两种码元组配而成。码元在波长为980nm的红外激光光源的激发下分别发出红色和天蓝色两种颜色的荧光。其中发红光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.186mol、Gd2O3 0.0345mol、Yb2O30.0791mol、Er2O3 0.00015mol和Tm2O3 0.00025mol、TEOS 0.1884g、MgO 0.0314g；发天蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.1859mol、Y2O3 0.0560mol、Gd2O3 0.0338mol、Yb2O3 0.024mol、Er2O3 0.00012mol、Tm2O3 0.0003mol、TEOS0.2672g、MgO 0.0534g。将每种膜裁成相同尺寸的一层，将这两种码元进行叠压，压力为20MPa，获得条形码材料素坯；将素坯置于马弗炉中，1℃/min的升温速率升温至800℃，保温3小时，进行排胶处理；排胶后在200MPa压力下进行等静压处理，获得致密的陶瓷素坯，并在1720℃温度下进行真空烧结，保温8h，烧结过程中真空度10-4Pa；烧结完毕后降至室温，将陶瓷放入退火炉中，在1400℃温度下退火处理10h，消除陶瓷内的微观缺陷，获得透明陶瓷条形码材料，其厚度为90um。该陶瓷条形码材料在980nm激光激发下分别发出条状的红色和天蓝色的荧光带，通过彩色面阵CCD摄像头拍摄条形码材料图像，并收集信息，再基于图像模式编程识别条形码材料信息。
实施例16
本发明所述的透明陶瓷条形码材料，条码是由两种码元组配而成。码元在波长为980nm的红外激光光源的激发下分别发出红色和天蓝色两种颜色的荧光。其中发红光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.186mol、Gd2O3 0.0345mol、Yb2O3 0.0791mol、Er2O3 0.00015mol和Tm2O3 0.00025mol、TEOS 0.1884g、MgO 0.0314g；发天蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O3 0.1859mol、Y2O3 0.0560mol、Gd2O30.0338mol、Yb2O3 0.024mol、Er2O3 0.00012mol、Tm2O3 0.0003mol、TEOS0.2672g、MgO 0.0534g。将每种膜裁成相同尺寸的一层，然后将这两种码元按照红色、天蓝色、红色、天蓝色的顺序进行叠压，压力为15MPa，获得条形码材料素坯；将素坯置于马弗炉中，1℃/min的升温速率升温至800℃，保温3小时，进行排胶处理；排胶后在200MPa压力下进行等静压处理，获得致密的陶瓷素坯，并在1780℃温度下进行真空烧结，保温12h，烧结过程中真空度10-3Pa；烧结完毕后降至室温，将陶瓷放入退火炉中，在1450℃温度下退火处理10h，消除陶瓷内的微观缺陷，获得透明陶瓷条形码材料，其厚度为200um。该陶瓷条形码材料在980nm激光激发下分别发出条状的红色、天蓝色、红色、天蓝色的荧光带，通过彩色面阵CCD摄像头拍摄条形码材料图像，并收集信息，再基于图像模式编程识别条形码材料信息。
本发明所提供的透明陶瓷条形码材料与传统条形码材料技术相比有了很大的提升。可以选择一种或者多种荧光颜色的码元，并且每种码元可以根据需要设计从数十微米到数毫米的不同厚度，这大幅增加了条形码材料的容量。透明陶瓷条形码材料具有在高温、酸碱腐蚀等环境下保持结构的稳定性，不易被烧蚀、腐蚀，为一些重要物品，如身份证、有价证券、机密文件、银行卡的加密、防伪和延长保存期限提高了结构上的安全系数。同时，其设计、制备工艺的独特性使其难以复制，并具有高的隐形释读特性，可在重要物品的防伪、加密或密码锁等领域发挥重要作用。
Claims (9)
1.一种光学识别透明陶瓷条形码材料，其特征在于由一种或多种陶瓷条形码码元前驱体膜组合、叠压而成，其中陶瓷条形码码元前驱体膜在红外光的激发下分别发出红色、橘黄、黄色、绿色、钴蓝色、天蓝色或海蓝色可见荧光；其中陶瓷条形码码元前驱体膜原料的组分及各组分占原料总量的摩尔百分量分别如下：发红色光的码元由下列组分构成：α-Al2O360～65mol％、Gd2O38～12mol％、Yb2O324.5～29.5mol％、Er2O30.01～0.05mol％、Tm2O30.05～0.1mol％；发橘黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O360～65mol％、Gd2O38～12mol％、Yb2O324.8～29.8mol％、Er2O30.02～0.05mol％；发黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O360～65mol％、Gd2O38～12mol％、Yb2O323.5～28.5mol％、Er2O30.5～0.95mol％；发绿光的码元由下列组分构成：α-Al2O360～65mol％、Y2O313.5～15.5mol％、Gd2O38～12mol％、Yb2O39.5～13.5mol％、Er2O30.5～0.95mol％；发钴蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O360～65mol％、Y2O317.5～20mol％、Gd2O38～12mol％、Yb2O35～9mol％、Er2O30.5～0.95mol％；发天蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O360～65mol％、Y2O317.3～19.3mol％、Gd2O38～12mol％、Yb2O36.5～8.5mol％、Er2O30.01～0.04mol％、Tm2O30.05～0.1mol％；发海蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O360～65mol％、Y2O318.5～20.5mol％、Gd2O38～12mol％、Yb2O35～9mol％、Tm2O30.05～0.1mol％。
2.一种制备如权利要求1所述的光学识别透明陶瓷条形码材料的方法，其具体步骤如下：
A.陶瓷条形码码元前驱体膜的制备：
(1)根据发不同颜色光的陶瓷码元的化学计量比，准确称取所需的粉体原料；粉体原料中同时添加烧结助剂和烧结助剂；其中陶瓷条形码码元材料的组分及各组分占原料总量的摩尔百分量分别如下：发红色光的码元由下列组分构成：α-Al2O360～65mol％、Gd2O38～12mol％、Yb2O324.5～29.5mol％、Er2O30.01～0.05mol％、Tm2O30.05～0.1mol％；发橘黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O360～65mol％、Gd2O38～12mol％、Yb2O324.8～29.8mol％、Er2O30.02～0.05mol％；发黄色光的码元由下列组分构成：α-Al2O360～65mol％、Gd2O38～12mol％、Yb2O323.5～28.5mol％、Er2O30.5～0.95mol％；发绿光的码元由下列组分构成：α-Al2O360～65mol％、Y2O313.5～15.5mol％、Gd2O38～12mol％、Yb2O39.5～13.5mol％、Er2O30.5～0.95mol％；发钴蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O360～65mol％、Y2O317.5～20mol％、Gd2O38～12mol％、Yb2O35～9mol％、Er2O30.5～0.95mol％；发天蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O360～65mol％、Y2O317.3～19.3mol％、Gd2O38～12mol％、Yb2O36.5～8.5mol％、Er2O30.01～0.04mol％、Tm2O30.05～0.1mol％；发海蓝色光的码元由下列组分构成：α-Al2O360～65mol％、Y2O318.5～20.5mol％、Gd2O38～12mol％、Yb2O35～9mol％、Tm2O30.05～0.1mol％。
(2)将上述陶瓷码元粉体原料和烧结助剂与球磨介质共混，进行球磨，球磨后的浆料下干燥并过筛，获得所需的陶瓷粉体混合料；
(3)称取陶瓷粉体混合料，向其中添加溶剂、分散剂、粘结剂和增塑剂，充分混合成陶瓷浆料；
(4)将陶瓷浆料通过流延、自然风干后，裁剪出所需形状进行物理叠加，制成陶瓷码元前驱体膜；
B.将不同的陶瓷码元前驱体膜，按照防伪信息编码要求，进行叠压预压成型，制成复合陶瓷素坯；复合陶瓷素坯经过进一步的高温排胶后等静压处理、真空烧结和退火处理，即获得所需的光学识别透明陶瓷条形码材料。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的烧结助剂由正硅酸乙酯和氧化镁共同组成，其中正硅酸乙酯的加入量为陶瓷码元前驱体膜原料粉体质量的0.3～0.8％，MgO的加入量为陶瓷码元前驱体膜原料粉体质量的0.01～0.1％。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(2)中球磨时以无水乙醇为球磨介质；球磨转速为180～250r/min，球磨时间为8～12h；球料质量比为2～4:1；无水乙醇的体积与原料粉体质量比为1～2ml/g。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的溶剂为乙醇、异丙醇或二甲苯中的两种或者三种；所述的分散剂为聚丙烯酸、聚丙烯、聚丙烯胺、聚乙烯、聚二乙烯、鲱鱼油、鱼油或蓖麻油中的一种或多种；所述的粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、阿拉伯树胶、甲基纤维素、羟甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、甲基丙烯酰胺、亚甲基双丙烯酰胺、羟丙基纤维素或聚氧乙烯中的一种或多种；所述的增塑剂为邻苯二甲酸二丁酯、脂肪酸、聚酯增塑剂或环氧增塑剂中的一种或多种；溶剂的加入量为陶瓷码元前驱体膜原料粉体质量的40～50％；分散剂的加入量为陶瓷码元前驱体膜原料粉体质量的2～4％；粘结剂的加入量为陶瓷码元前驱体膜原料粉体质量的5～12％；增塑剂的加入量为陶瓷码元前驱体膜原料粉体质量的2～10％。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于预压成型的压力为15～20MPa；等静压成型压力为200～250MPa。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的高温排胶为将素坯置于马弗炉中，0.2～1℃/min的升温速率升温至800～1000℃，保温3～8小时。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的真空烧结：烧结温度为1700～1900℃，保温时间为4～20h，真空度为10-3～10-4Pa；退火处理为在空气气氛下退火，退火温度1400～1500℃，保温4～20h。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于陶瓷条形码厚度为40um～3.5mm。
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