CN104749147B - 一种优化分析发光材料性能及组分的方法 - Google Patents
一种优化分析发光材料性能及组分的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104749147B CN104749147B CN201510102472.2A CN201510102472A CN104749147B CN 104749147 B CN104749147 B CN 104749147B CN 201510102472 A CN201510102472 A CN 201510102472A CN 104749147 B CN104749147 B CN 104749147B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- luminescent material
- component
- luminescent
- luminous intensity
- order
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Luminescent Compositions (AREA)
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
本发明公开了一种优化分析发光材料性能及组分的方法，主要解决现有技术中确定发光性能最优的发光材料的组分时效率较低的问题。本发明包括：(1)建立发光材料试样组；(2)采集数据；(3)获得发光强度数据矩阵；(4)优化模型图；(5)分析图形等步骤。本发明实现了直观快速地找到发光性能最优时的组分含量以及发光性能强弱与组分变化之间的关系。本发明可用于发光材料的发光性能进行集中比较以及对其性能进行直观的分析。
Description
技术领域
本发明属于材料技术领域，更进一步涉及材料分析技术领域中的一种优化分析发光材料性能及组分的方法。本发明可用于发光材料的发光性能进行集中比较以及对其性能进行直观的分析。
背景技术
随着科学技术的发展，发光材料在人们的生活中已经得到非常广泛的应用，在研究如何能够快速地计算出每种原料所占比例多少时发光材料的性能能达到最优，是一个相对复杂且又非常重要的问题。
在寻找性能最优的发光材料时，通常是单独测出每组发光材料的性能数据，然后再集中起来相互比较，从而找到性能最优的发光材料，得出性能最优的发光材料的组分数据，这种方法耗费了人力和大量的时间，使得寻找最优发光材料的效率不高。
高峰发表的论文“稀土发光材料的制备与性能研究”(福建师范大学硕士毕业论文，2006年)中公开一种检测Sr2CeO4氧铯锶发光材料性能的方法。该方法通过柠檬酸—凝胶法制备了Sr2CeO4氧铯锶的发光材料，并利用荧光分光计检测Sr2CeO4氧铯锶发光材料的发光性能，通过测试每一组发光材料的发光性能数据，再将所有发光性能数据集中起来进行比较，从而确定出发光性能较好时的影响发光性能的掺杂组分的含量。该方法虽然大大降低了实验的效率，但是，该方法仍然存在的不足是，不能快速的得出所观察的组分含量以及组分含量变化对发光性能的影响。
组合化学是一门将化学合成、计算机辅助分子设计、自动合成和高通量筛选评价技术结成的科学，其创立和发展始于新药研究的需要。20世纪90年代后期，组合化学的研究正逐渐用于新材料的研制。利用组合化学技术研究发光材料，是采用平行合成方法制备材料试样库，同时也是对大量试样的组成、工艺和性能进行优化和筛选。Matlab是一个比较快速便捷的优化工具，该工具拥有简洁的语言编程和方便直观的图像处理功能，它可以方便的应用于数值计算、数值采集、系统建模和仿真、数据分析和可视化方面，并且能够在一个相对简单的环境中将问题解决。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提出一种优化分析发光材料性能及组分的方法。本发明可用来对组合试样库的数据进行可视化的分析。本发明利用Matlab软件对测到的发光性能数据进行处理，得到发光性能三维可视图，从而直观地得出最优发光材料的组分含量并且快速地分析出发光性能强弱与组分含量之间的变化关系
实现本发明的具体步骤如下：
(1)建立发光材料试样组：
(1a)在光学测试平台上划出一个二元组分区域，从配置好的多种组分组成的发光材料中，选出影响其发光性能为两种组分的发光材料，按照一定的顺序放置其中；
(1b)在光学测试平台上划出一个三元组分区域，从配置好的多种组分组成的发光材料中，选出影响其发光性能为三种组分的发光材料，按照一定的顺序放置其中；
(2)采集数据：
(2a)将影响发光材料发光性能的两种组分的含量数据，按照发光材料放入二元组分区域的顺序，输入到自动测试平台的计算机设定的数据库中；
(2b)将影响发光材料发光性能的三种组分的含量数据，按照发光材料放入三元组分区域的顺序，输入到自动测试平台的计算机设定的数据库中；
(2c)将光学测试平台放到荧光光谱仪上，测试该平台上的多个发光材料的发光强度，将测得的发光强度数据存储到自动测试平台的计算机设定的数据库中；
(3)获得发光强度数据矩阵：
(3a)将发光材料的发光强度数据按照二元组分区域中放置发光材料的顺序和位置列出，获得一个二元组分发光强度数据矩阵；
(3b)将发光材料的发光强度数据按照三元组分区域中放置发光材料的顺序和位置列出，获得一个三元组分发光强度数据矩阵；
(4)优化模型图：
(4a)将获得的二元组分发光强度数据矩阵和三元组分发光强度数据矩阵分别输入到Matlab软件中，得到两幅离散化的三维模型图；
(4b)利用Matlab软件的曲面拟合工具箱，对两幅离散化的三维模型图进行柔化处理，得到两幅发光强度数据矩阵的立体图；
(5)分析图形：
(5a)从发光强度全息数据矩阵的立体图中得出该立体图在组分坐标平面的优化图，优化图分别为二元组分立体图的优化图和三元组分立体图的优化图，根据优化图中不同区域的颜色变化，以及立体图形中与之对应的色棒确定发光强度的强弱；
(5b)从从立体图中查找出发光性能较好时的颜色所对应的影响发光性能组分坐标，该组分坐标值即表示该组分占所有组分的百分比，根据配置出发光材料的实际质量计算发光性能较好时的影响发光性能组分的含量，同时得到发光性能强弱与组分含量之间的变化关系。步骤(1a)中发光材料在二元组分区域的放置顺序是按照两种组分其中任意一种组分的含量从高到低的顺序在正方形区域里从左到右依次排列，并进行编号；步骤(1b)中的发光材料在三元组分区域的放置顺序是按照三种组分其中任意两种组分的含量从高到低的顺序在三角形区域里从上到下依次排列，并进行编号；
本发明与现有技术相比具有以下优点：
第一，由于本发明利用了Matlab软件得出立体图形进行分析，克服了现有技术中人工对比数据得出发光性能较好的发光材料的组分含量的时间较慢的缺点，大大缩短了得出发光性能较好的发光材料的组分含量的时间。
第二，由于本发明利用了Matlab软件得出立体图形进行分析，克服了现有技术中需要人工对比大量数据才能得出材料发光性能与组分含量之间的变化关系的缺点，直观地得出组分含量变化对发光材料发光性能的影响，提高了研究发光材料发光性能的效率。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的二元组分组合试样的组成与发射光谱带宽的效果图；
图3为本发明的三元组分组合试样的组成与发射光谱带宽的效果图。
具体实施方式：
下面结合附图1对本发明做进一步的描述。
本发明的实施例的具体步骤如下。
步骤1，建立发光材料试样组。
在光学测试平台上划出一个二元组分区域，配置多种组分组成的发光材料。本发明实施例采用的是掺入铯、镥、镧的硅酸钇发光材料(Y2SiO5:Ce Lu La)，其中掺入的镥Lu和镧La是影响发光材料发光性能的组分，为了方便分析，将样品设计成整数变化的比例关系，具体样品的组分设计如下：Y1.995-x-yLaxLuyCe0.005SiO5，La的固溶量x分别取：0.00,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05,0.06，Lu的固溶量y分别取：0.00,0.06,0.12,0.18,0.24,0.30,0.36，这样就构建起了总样品数为7*7＝49的试验数据库。
在光学测试平台上划出一个三元组分区域，配置多种组分组成的发光材料。本发明实施例采用的是氯磷酸钙-氯磷酸锶-氯磷酸钡发光材料(Ca5(PO4)3Cl-Sr5(PO4)3Cl-Ba5(PO4)3Cl)，其中钙Ca、锶Sr、钡Ba是影响发光材料发光性能的组分，为了方便分析，将样品设计成整数变化的比例关系Ca4.95zSr4.95x Ba4.95yEu0.05(PO4)3Cl其中x与y与z的和为1，在三角形区域的顶点处放置配置好的全Ba组分(Ba4.95Eu0.05(PO4)3Cl)的发光材料，全Ca组分(Ca4.95Eu0.05(PO4)3Cl)的发光材料，和全Sr组分(Sr4.95Eu0.05(PO4)3Cl)的发光材料，三角形的三条边上三角形的三条边的区域分别放置配置好的Ba-Ca组分(Ca4.95zBa4.95Eu0.05(PO4)3Cl)发光材料，Ca-Sr组分(Ca4.95zSr4.95xEu0.05(PO4)3Cl)发光材料，Ba-Sr组分(Ba4.95ySr4.95xEu0.05(PO4)3Cl)发光材料，三角形区域内放置配置好的有三种组分的(Ca4.95zSr4.95xBa4.95yEu0.05(PO4)3Cl)的发光材料，为了便于优化，我们在三角形区域放置了66组不同的组分含量的发光材料。
步骤2,采集数据。
将影响发光材料发光性能的两种组分的含量数据，按照发光材料放入二元组分区域的顺序，输入到自动测试平台的计算机设定的数据库中；将影响发光材料发光性能的三种组分的含量数据，按照发光材料放入三元组分区域的顺序，输入到自动测试平台的计算机设定的数据库中，将光学测试平台放到荧光光谱仪上，测试该平台上的多个发光材料的发光强度，将测得的发光强度数据存储到自动测试平台的计算机设定的数据库中；
步骤3，获得发光强度数据矩阵。
将发光材料的发光强度数据按照二元组分区域中放置发光材料的顺序和位置列出，获得一个二元组分发光强度数据矩阵，将发光材料的发光强度数据按照三元组分区域中放置发光材料的顺序和位置列出，获得一个三元组分发光强度数据矩阵。
步骤4，优化模型图。
将获得的二元组分发光强度数据矩阵和三元组分发光强度数据矩阵分别输入到Matlab软件中，得到两幅离散化的三维模型图；利用Matlab软件的曲面拟合工具箱，对两幅离散化的三维模型图进行柔化处理，得到两幅发光强度全息数据矩阵的立体图；
步骤5，分析图形。
将发光强度全息数据矩阵的立体图在Matlab软件中进行优化，得出二元组分组合试样的组成与发射光谱带宽的效果图和三元组分组合试样的组成与发射光谱带宽的效果图。
图2为本发明的二元组分组合试样的组成与发射光谱带宽的效果图。图2中表示的二元组分组合试样的组成与发射光谱带宽的效果图中x轴表示镧La组分的含量百分比，y轴表示镥Lu组分的含量百分比。该图右侧色棒值最高时对应颜色为红色，表示在效果图中红色区域部分发光材料的发光性能较好，通过色棒的对应比较可以得出发光强度较强的发光材料所在的区域。
图3为本发明的三元组分组合试样的组成与发射光谱带宽的效果图。图3中表示的三元组分组合试样的组成与发射光谱带宽的效果图中三条边分别表示影响发光材料性能的三种组分含量坐标轴，三角形标注区域内的格点代表所配置的氯磷酸钙-氯磷酸锶-氯磷酸钡发光材料，三角形标注区域内的格线代表该点对应在组分含量坐标轴上的坐标值引导线，通过格线引导到组分含量坐标轴上读出组分含量的数据。图3中的右侧色棒值最高时对应颜色为红色，表示在效果图中红色区域部分发光材料的发光性能较好，根据图2和图3两幅效果图中不同区域的颜色变化，确定所配置发光材料的发光强度强弱，从效果图中查找出发光强度最强时的颜色所对应的影响发光性能组分坐标。该组分坐标值即表示该组分占所有组分的百分比，根据配置出发光材料的实际质量计算发光性能最优时的影响发光性能组分的含量，同时得到发光性能强弱与组分含量之间的变化关系。
本实施例中可以图2中发现颜色越红的连续区域，与之对应组分的发光材料的发光性能越好。该区域对应的x轴和y轴上的数据即为影响发光材料发光性能的La组分和Lu组分含量百分比，通过观察可以得到：在La组分所占百分比x≈4～5，Lu组分所占百分比y≈3.8～5.2之间时所配置的发光材料发光性能较好。
本实施例中可以从图3中发现颜色越红的连续区域，与之对应组分的发光材料的发光性能越好。该区域对应到三角形的三条边上即为影响发光材料发光性能的Ca、Sr、Ba组分含量百分比，通过观察可以得到：在组分含量比Ca∶Ba∶Sr≈0.2～0.4∶0.6～0.8∶0.2～0.4时所配置的发光材料发光性能较好。
Claims (3)
1.一种优化分析发光材料性能及组分的方法，包括以下具体步骤：
(1)建立发光材料试样组：
(1a)在光学测试平台上划出一个二元组分区域，从多种组分组成的发光材料中，选出影响其发光性能为两种组分的发光材料，按照一定的顺序放置其中；
(1b)在光学测试平台上划出一个三元组分区域，从多种组分组成的发光材料中，选出影响其发光性能为三种组分的发光材料，按照一定的顺序放置其中；
(2)采集数据：
(2a)将影响发光材料发光性能的两种组分的含量数据，按照发光材料放入二元组分区域的顺序，输入到自动测试平台的计算机设定的数据库中；
(2b)将影响发光材料发光性能的三种组分的含量数据，按照发光材料放入三元组分区域的顺序，输入到自动测试平台的计算机设定的数据库中；
(2c)将光学测试平台放到荧光光谱仪上，测试该平台上的多个发光材料的发光强度，将测得的发光强度数据存储到自动测试平台的计算机设定的数据库中；
(3)获得发光强度数据矩阵：
(3a)将发光材料的发光强度数据按照二元组分区域中放置发光材料的顺序和位置列出，获得一个二元组分发光强度数据矩阵；
(3b)将发光材料的发光强度数据按照三元组分区域中放置发光材料的顺序和位置列出，获得一个三元组分发光强度数据矩阵；
(4)优化模型图：
(4a)将获得的二元组分发光强度数据矩阵和三元组分发光强度数据矩阵分别输入到Matlab软件中，得到两幅离散化的三维模型图；
(4b)利用Matlab软件的曲面拟合工具箱，对两幅离散化的三维模型图进行柔化处理，得到两幅发光强度全息数据矩阵的立体图；
(5)分析图形：
(5a)从发光强度全息数据矩阵的立体图中得出该立体图在组分坐标平面的投影图，投影图分别为二元组分立体图的投影图和三元组分立体图的投影图根据投影图中不同区域的颜色变化，以及立体图形中与之对应的色棒确定发光强度的强弱；
(5b)从立体图中查找出发光性能较好时的颜色所对应的影响发光性能组分坐标，该组分坐标值即表示该组分占所有组分的百分比，根据配置出发光材料的实际质量计算发光性能较强时的影响发光性能组分的含量，同时得到发光性能强弱与组分含量之间的变化关系。
2.根据权利要求1所述的一种优化分析发光材料性能及组分的方法，其特征在于，步骤(1a)中所述的发光材料在二元组分区域的放置顺序是，按照两种组分其中任意一种组分的含量从高到低的顺序在正方形区域里从左到右依次排列，并进行编号。
3.根据权利要求1所述的一种优化分析发光材料性能及组分的方法，其特征在于，步骤(1b)中所述的发光材料在三元组分区域的放置顺序是，按照三种组分其中任意两种组分的含量从高到低的顺序在三角形区域里从上到下依次排列，并进行编号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510102472.2A CN104749147B (zh) | 2015-03-09 | 2015-03-09 | 一种优化分析发光材料性能及组分的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510102472.2A CN104749147B (zh) | 2015-03-09 | 2015-03-09 | 一种优化分析发光材料性能及组分的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104749147A CN104749147A (zh) | 2015-07-01 |
| CN104749147B true CN104749147B (zh) | 2017-07-04 |
Family
ID=53589155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510102472.2A Expired - Fee Related CN104749147B (zh) | 2015-03-09 | 2015-03-09 | 一种优化分析发光材料性能及组分的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104749147B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1401610A (zh) * | 2002-09-09 | 2003-03-12 | 上海交通大学 | 热敏锰锌铁氧体系列材料组合合成和高通量筛选方法 |
| CN1605857A (zh) * | 2004-12-02 | 2005-04-13 | 北京大学 | 荧光光谱仪外设组合试样库发光性能的测试方法及装置 |
| US20120228565A1 (en) * | 2000-10-13 | 2012-09-13 | Life Technologies Corporation | Method for preparing surface-modified semiconductive and metallic nanoparticles having enhanced dispersibility in aqueous media |
| CN104142318A (zh) * | 2014-08-01 | 2014-11-12 | 西安电子科技大学 | 用于发光材料组合试样库发光性能自动测试系统 |
| CN104181141A (zh) * | 2014-08-30 | 2014-12-03 | 西安电子科技大学 | 基于遗传算法的发光材料组合试样库数据分析方法 |
-
2015
- 2015-03-09 CN CN201510102472.2A patent/CN104749147B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20120228565A1 (en) * | 2000-10-13 | 2012-09-13 | Life Technologies Corporation | Method for preparing surface-modified semiconductive and metallic nanoparticles having enhanced dispersibility in aqueous media |
| CN1401610A (zh) * | 2002-09-09 | 2003-03-12 | 上海交通大学 | 热敏锰锌铁氧体系列材料组合合成和高通量筛选方法 |
| CN1605857A (zh) * | 2004-12-02 | 2005-04-13 | 北京大学 | 荧光光谱仪外设组合试样库发光性能的测试方法及装置 |
| CN104142318A (zh) * | 2014-08-01 | 2014-11-12 | 西安电子科技大学 | 用于发光材料组合试样库发光性能自动测试系统 |
| CN104181141A (zh) * | 2014-08-30 | 2014-12-03 | 西安电子科技大学 | 基于遗传算法的发光材料组合试样库数据分析方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104749147A (zh) | 2015-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103592427B (zh) | 一种测量花纱特征的方法 | |
| CN102636510B (zh) | 核磁共振氢谱检测食用油品质的方法 | |
| CN106910011A (zh) | 一种造价指标分析方法及系统 | |
| CN109736794A (zh) | 裂缝性孔隙型致密砂岩储层特征确定方法、装置及系统 | |
| Pinder et al. | The nearest-neighbor statistic: archaeological application and new developments | |
| CN104155323B (zh) | 一种测量大晶粒硅钢织构的分析方法 | |
| CN101668109A (zh) | 一种色纺毛纱三刺激值配色软打样方法 | |
| CN104749147B (zh) | 一种优化分析发光材料性能及组分的方法 | |
| CN104603604A (zh) | 一种表征由复合材料制成的物品的方法 | |
| CN107885028A (zh) | Opc建模中次分辨率辅助图形确定的方法 | |
| CN109632604B (zh) | 一种孔隙尺度到岩心尺度聚合物驱相对渗透率粗化方法 | |
| CN109142690B (zh) | 一种服装织物多方向硬挺度测试方法 | |
| CN104778709B (zh) | 一种基于纱线序列图像的电子黑板的构建方法 | |
| Zhang et al. | A study on the collapse characteristics of loess based on energy spectrum superposition method | |
| CN106156472A (zh) | 一种遥感卫星对地覆盖能力分析方法 | |
| CN109856106A (zh) | 一种鉴定石榴子石种属的方法 | |
| CN107271928A (zh) | 一种led灯具温度步降老化试验方法以及装置 | |
| CN103115682B (zh) | 自动识别色彩的装置 | |
| CN1328580C (zh) | 荧光光谱仪外设组合试样库发光性能的测试方法及装置 | |
| Xi et al. | Research of differentiated xylem cells based on fractal dimension | |
| CN106483158A (zh) | 一种对铀、锆体系x射线荧光基体效应校正方法 | |
| CN111047221A (zh) | 区域水资源生态安全评价的建模方法 | |
| CN109029334A (zh) | 岩体结构面粗糙度系数尺寸效应全域搜索测量方法 | |
| CN109060862A (zh) | 种子特异性部位油脂含量检测方法及其qtl位点鉴定方法 | |
| CN114137623B (zh) | 核磁测井仪观测模式确定方法、存储介质以及电子设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170704 |