CN109777396B - 一种磷光磁粉及其制备方法和一种磷光磁粉检测液 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磷光磁粉及其制备方法和一种磷光磁粉检测液，属于无损检测技术领域。一种磷光磁粉，磷光磁粉通过在SrAl₂O₄夜光粉内包覆磁性材料制得，磁性材料的颗粒直径为1nm～100nm，SrAl₂O₄夜光粉的颗粒直径为500目～800目，磁性材料和SrAl₂O₄夜光粉的质量比为1:(1～20)；本发明的磷光磁粉可通过可见光激发，避免常规荧光磁粉检测所带给人体产生的伤害。一种磷光磁粉检测液，包括上述磷光磁粉，使用时操作更加简便。通过本发明的一种磷光磁粉的制备方法，使用的原料价格低廉易得、环境友好且操作工艺简单，无需特别的加工设备，且磁粉材料和SrAl₂O₄夜光粉具有良好的包覆效果，制备出来的磁粉颗粒度适中，且发光效果好。

Description

一种磷光磁粉及其制备方法和一种磷光磁粉检测液

技术领域

本发明属于无损检测技术领域，具体的说，属于磁粉检测领域，更具体地说，涉及一种磷光磁粉及其制备方法和一种磷光磁粉检测液。

背景技术

磁粉检测，作为五大常规无损检测方法之一，通常被用来发现铁磁性材料的表面以及近表面缺陷。荧光磁粉检测是磁粉检测技术的一种，该技术是20世纪90年代兴起的新技术。目前，先进的工业国家，几乎所有的大型储罐类特种设备内表面磁粉检测，都使用荧光磁粉检测。这种荧光磁粉是以磁性材料为核心，通过物理或化学方法在核外面用环氧树脂粘附一层荧光染料制作而成，这样在紫外光的照射下，磁粉产生荧光与工件存在鲜明的对比度，更易于观察到工件缺陷的存在，因此荧光磁粉检测已成为磁粉检测的主要方法。

通常，荧光磁粉产生荧光的基础是紫外线灯发出中心波长为365nm的长波紫外光激发磁粉，当撤走外在紫外激发光源后，荧光现象就消失了，因此在荧光磁粉检测的过程中，通常是用紫外线灯照射的同时人眼观察是否存在缺陷磁痕，这种操作方式在实际检测过程中为了避免长波紫外线对人眼和皮肤的伤害，磁粉检测标准中往往规定“穿戴好防护工作服、紫外线防护眼镜”，同时对未进行佩戴防护眼镜的操作者，限制了紫外线辐射强度。然而，检验现场做好各种防护措施会使得检验人员行动十分不便，严重影响工作效率。

目前使用的荧光磁粉均为在磁性材料表面包覆荧光粉，其发光性能较低，且制作过程十分复杂、制备用时较长，得到的荧光磁粉需要紫外光灯照射激发才可以用于缺陷检测，无法避免荧光磁粉检测对人体造成的伤害。

中国专利公开号：CN102925140A，公开日为2013-02-13的专利文件公开了一种可见光激发的荧光磁粉及制备方法，该发明主要是将Fe₂O₃粉分散入乙醇中，再加入适量的碳酸钾和水杨酸，经搅拌和再用乙醇洗涤后，再将磁粉放入事先配制好的Eu(DBM)₃·2H₂O乙醇溶液，在搅拌条件下加入适量邻菲罗啉，经充分搅拌生成Eu(DBM)₃(Phen)配合物沉淀到磁粉表层，得到成品，这种方法提供了一种可见光特别是波长为395nm激发的稀土荧光磁粉，克服了磁粉探伤领域采用的365nm紫外光激发，对人体造成的伤害，然而该方法中所使用的稀土材料价格昂贵，且与磁性材料的包覆效果仍需提高，工程应用意义不大。

综上，目前对于可以用于无损检测领域的磷光磁粉研究较少，且基于现有荧光磁粉的制备步骤，很难得到一种可以在可见光激发下即可发光的磷光磁粉，且夜光粉颗粒较大时，采用现有磁粉制备时的包覆过程，仍无法实现磁性材料表面夜光粉的包覆，最终导致磁粉品质差，用于检测时出现缺陷部位不发光，无缺陷部位发光的问题，进而无法实现缺陷检测。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有的无损检测技术中，缺少一种品质高、且通过可见光便可激发发光的磷光磁粉的问题，本发明提供一种磷光磁粉及其制备方法和一种磷光磁粉检测液，本发明的磷光磁粉可以通过可见光激发使用，避免目前常规荧光磁粉检测所带给人体产生的伤害，且这种磷光磁粉品质高；通过本发明的一种磷光磁粉的制备方法，可以实现磁性材料表面夜光粉的良好包覆，制备出来的磁粉品质较高，通过这种磁粉制得的磁粉检测液使用时操作更加简便。

2、技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种磷光磁粉，所述磷光磁粉通过在SrAl₂O₄夜光粉内包覆磁性材料制得，所述磁性材料的颗粒直径为1nm～100nm，所述SrAl₂O₄夜光粉的颗粒直径为500目～800目，所述磁性材料和所述SrAl₂O₄夜光粉的质量比为1:(1～20)。

优选地，所述磁性材料为纳米Fe₃O₄粉。

优选地，采用可见光激发发光。

一种磷光磁粉的制备方法，所述磷光磁粉通过在SrAl₂O₄夜光粉内包覆磁性材料制得，包覆过程包括：

步骤1、取颗粒直径在1nm～100nm的磁性材料和颗粒直径为500目～800目的SrAl₂O₄夜光粉在无水酒精中充分混合，得到预混液，所述磁性材料和所述SrAl₂O₄夜光粉的质量比为1:(1～20)；

步骤2、将步骤1中所述预混液干燥后，溶解于高分子聚合物二氯甲烷复配液中；

步骤3、向步骤2的混合溶液中，加入质量百分比浓度为1％～4％的明胶水溶液，并在室温下搅拌1h～6h，完成SrAl₂O₄夜光粉对磁性材料的包覆。

优选地，所述磁性材料和所述SrAl₂O₄夜光粉的质量比为1:6。

优选地，步骤2中所述高分子聚合物二氯甲烷复配液包括聚苯乙烯二氯甲烷溶液和/或聚氧乙烯二氯甲烷溶液，所述高分子聚合物二氯甲烷复配液的质量百分比浓度为8％～12％。

优选地，步骤3中，搅拌速度为2500～4000转/分钟。

优选地，用水和/或酒精对步骤3完成包覆之后的包覆溶液进行清洗，再烘干后得到磷光磁粉。

一种磷光磁粉检测液，所述磷光磁粉检测液包括上述磷光磁粉。

优选地，所述磷光磁粉检测液由所述磷光磁粉溶于水基或油基制得，且所述磷光磁粉检测液的质量-体积浓度为0.075g/ml～0.2g/ml。

3、有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

(1)本发明的磷光磁粉，将磁性材料包覆在SrAl₂O₄夜光粉内，制得的磷光磁粉可以在可见光激发下发光，且可以维持10min-15min不淬灭，方便检测人员在暗环境下对缺陷进行观察；且本发明选择的磁性材料颗粒直径为1nm～100nm，SrAl₂O₄夜光粉的颗粒直径为500目～800目，通过颗粒较大的夜光粉对微小颗粒的磁性材料进行包覆，且磁性材料和SrAl₂O₄夜光粉的质量比为1:(1～20)，此时夜光粉相对于磁性材料是冗余的，一个大的SrAl₂O₄夜光粉颗粒可以包覆多个磁性材料颗粒，保证所有的磁性材料均被包覆在夜光粉中，包覆效果更好，制得的磷光磁粉品质更高，使用时主要体现在磁粉检测缺陷磁痕发光明显，更加便于检测人员观察缺陷；

(2)本发明的磷光磁粉，其磁性材料选择纳米Fe₃O₄粉，磁性更强，在磁粉检测缺陷过程中，缺陷处聚集的磷光磁粉使得缺陷的观察更加直观；且通过大量实验意外发现，纳米Fe₃O₄粉和SrAl₂O₄这种夜光粉的结合制备的磷光磁粉包覆难度更低，同时大颗粒的SrAl₂O₄夜光粉发光效果好、且成本低；

(3)本发明的磷光磁粉在波长325nm～475nm的激发下均可发光，打破了现有荧光磁粉只能通过紫外光激发发光，避免了使用紫外光激发对人体带来的伤害；

(4)本发明的一种磷光磁粉的制备方法，选择质量比为1:(1～20)的颗粒直径为1nm～100nm的磁性材料和颗粒直径为500目～800目的SrAl₂O₄夜光粉先进行预混，保证夜光粉冗余的同时，使得磁性材料和夜光粉混合均匀，尽量避免包覆过程中出现夜光粉内无磁粉颗粒或者部分磁粉颗粒无夜光粉包覆的现象出现；预混液干燥后预先通过高分子聚合物二氯甲烷复配液溶解，进行聚集，此时高分子聚合物作为一种高分子有机物将磁性材料和SrAl₂O₄夜光粉圈入高分子长链中，再在明胶水溶液环境中，室温搅拌1h～6h，此时高分子长链中聚集的SrAl₂O₄夜光粉更容易对磁性材料进行包覆，明胶作为一种透明材料，在磷光磁粉激发和发光过程中均不吸光，同时，本发明的明胶水溶液浓度较低且为一次性加入，以此获得的磷光磁粉仍具有良好的包覆效果、品质更高；

(5)本发明的磷光磁粉在制备过程中，磁性材料和SrAl₂O₄夜光粉的质量比为1:6时，具有更合适的配比进行匹配和包覆，且包覆后的磁粉可同时具有较高的磁性和较好的发光效果；

(6)本发明在制备磷光磁粉的过程中，高分子聚合物二氯甲烷复配液的质量百分比浓度控制在8％～12％之间，以此获得高回收率的磷光磁粉；高分子聚合物二氯甲烷复配液的浓度过大，磷光磁粉很难收集，回收率较低；浓度过小，不能起到将磁性材料和SrAl₂O₄夜光粉聚集的效果，大大降低包覆效果；

(7)本发明在制备磷光磁粉的过程中，明胶水溶液的质量百分比浓度选择在1％～4％之间可以获得颗粒度适中且包覆效果好的磷光磁粉，浓度超过4％，会导致最终得到的磁粉颗粒度变大，不能满足检测工程要求；浓度更低的话，可能会导致磁性材料和SrAl₂O₄夜光粉之间的包覆效果降低；

(8)本发明在制备磷光磁粉的包覆过程中，搅拌速度为2500～4000转/分钟，较低的搅拌速度无法实现磁粉颗粒和SrAl₂O₄夜光粉的充分混合，较高的转速会导致溶液的飞溅；

(9)本发明为了便于磷光磁粉的保存，可以将包覆溶液洗去多余溶剂后烘干成粉末进行保存，防止磁粉在溶液环境下磷光淬灭加快；

(10)本发明的一种磷光磁粉检测液，由上述磷光磁粉配合水基或油基制得，该磷光磁粉检测液使用时的浓度为0.075g/ml～0.2g/ml，相较于现有荧光磁粉0.5g/ml～3g/ml的使用量大大降低。

附图说明

图1为本发明0.3g纳米Fe₃O₄粉和1.8gSrAl₂O₄夜光粉包覆制得的磷光磁粉的TEM图；

图2为0.1g纳米Fe₃O₄粉和2.0gSrAl₂O₄夜光粉包覆制得的磷光磁粉的XRD图谱；

图3为0.1g纳米Fe₃O₄粉和2.0gSrAl₂O₄夜光粉包覆制得的磷光磁粉在激发波长为400nm时的PL发射光谱；

图4为0.1g纳米Fe₃O₄粉和2.0gSrAl₂O₄夜光粉包覆制得的磷光磁粉的PL激发光谱；

图5为本发明的磷光磁粉在暗室条件下磁粉检测磁痕显示图；

图6为激发波长为400nm时，不同质量比纳米Fe₃O₄粉和SrAl₂O₄夜光粉制得的磷光磁粉的PL图谱；

图7为室温下，不同质量比纳米Fe₃O₄粉和SrAl₂O₄夜光粉制得的磷光磁粉的磁性能VSM图。

具体实施方式

实施例1

一种磷光磁粉，磷光磁粉通过在SrAl₂O₄夜光粉内包覆磁性材料制得，如图1所示，具体形态为一个大的SrAl₂O₄夜光粉颗粒中包含有数个小的磁性材料颗粒。而现有的荧光磁粉，采用大颗粒的磁性材料表面包覆数个小颗粒的荧光粉，这种现有荧光磁粉在制备过程中，一般保证磁性材料颗粒的量是冗余的，但是这种配比方式在本实施例的磷光磁粉中，会出现有大量多余的磁性材料颗粒不能被包覆在夜光粉中的现象，从而导致在实际缺陷检测中，缺陷内的磁性材料发光强度小，不方便观察缺陷。且本实施例的磷光磁粉，其一个发光单元为大颗粒状的SrAl₂O₄夜光粉颗粒，相对而言，现有荧光磁粉以一个磁性材料包覆多个荧光粉为单元的发光面积较小。

且现有荧光磁粉中的荧光粉一般为有机粉，本实施例的SrAl₂O₄夜光粉为一种无机材料，且小颗粒的荧光粉一般价格昂贵、发光效果差，更重要的是，现有荧光磁粉需要采用紫外灯进行激发发光，一旦紫外灯取走，荧光现象就会消失，便会出现实际工作中，对于特殊的检测工件，检测人员需要携带两种探头，一种为紫外光灯源，另一探头为内窥镜，两个探头同时工作才能观察缺陷磁痕，但是由于紫外光灯源一般需要连接220V电压使用，操作极为不便，即使伴随着便携式紫外灯的出现，不可避免地对人眼睛和皮肤产生伤害。反观本实施例的磷光磁粉，如图4所示，其可以在波长范围在325nm～475nm的激发下发光，这意味着除紫外光灯源激发发光之外，还可以选择可见光激发发光，大大降低了紫外线对人体造成的伤害。更值得一提的是，本实施例的磷光磁粉通过激发之后，可以保持10min～15min磷光不淬灭，检测工作人员可以通过手电筒灯可见光光源对磁粉激发后，再撤去光源后，携带一个包括内窥镜的探头对缺陷出磁痕进行观察，操作更加简便；又本实施例的磷光磁粉品质高，更有利于检测人员通过磁痕进行缺陷的分析，提高工作效率。具体的，所述磁粉品质高是指磁性材料颗粒和夜光粉颗粒包覆效果好，使得磷光磁粉具有较好的颗粒度和发光效果。

需要说明的是，现有荧光磁粉为了获得一个磁性材料包覆多个荧光粉发光单元，需要较大颗粒的磁性材料颗粒和较小颗粒的荧光粉颗粒，且必须要保证磁性材料颗粒的冗余。而本实施例的磁性材料的颗粒直径为1nm～100nm，SrAl₂O₄夜光粉的颗粒直径为500目～800目，磁性材料和SrAl₂O₄夜光粉的质量比为1:(1～20)，才能制得本发明要求的磷光磁粉。这种颗粒直径和质量比的选择，既满足如图1所示形态保证发光效果，还满足了无损检测规定要求，包覆得到颗粒度较大的磁粉无法在缺陷中填充使用。

其中磁性材料可以为Fe₃O₄粉、Fe₂O₃粉或者磁性更高的铁钴镍，夜光粉也可以选择除SrAl₂O₄之外的其他夜光粉，这种夜光粉需要拥有较好的发光效果且与磁性材料的包覆难度低。

实施例2

本实施例的一种磷光磁粉，磷光磁粉通过在SrAl₂O₄内包覆纳米Fe₃O₄粉制得，其中，纳米Fe₃O₄粉颗粒直径为1nm～100nm，SrAl₂O₄夜光粉的颗粒直径为500目～800目。

之所以选择上述两种材料制备磷光磁粉，是因为虽然铁钴镍合金磁性材料磁性强，但是由于制备工艺复杂，很难获得，相应成本也较高，而Fe₂O₃粉的磁性没有纳米Fe₃O₄粉高，又因为大颗粒的SrAl₂O₄夜光粉发光效果好、且成本低。

更让人意想不到的是，通过大量实验意外发现，纳米Fe₃O₄粉和SrAl₂O₄这种夜光粉包覆难度低，制得的磷光磁粉颗粒度适中，发光效果更好。

实施例3

本实施例提供一种磷光磁粉的制备方法，磷光磁粉通过在SrAl₂O₄夜光粉内包覆磁性材料制得，本实施例以SrAl₂O₄夜光粉和纳米Fe₃O₄粉为例，如实施例1所述的其他夜光粉和磁性材料在此不一一赘述，本实施例在包覆之前通过化学共沉淀法制备纳米Fe₃O₄粉，具体步骤如下：将FeCL₃·6H₂O和FeSO₄·7H₂O按照物质的量比为2:1混合后加入300ml H₂O，油浴电磁搅拌，用28％wt氨水控制反应溶液的pH值为11，温度控制为80℃，反应1h后，磁沉淀分离，用无水乙醇和水多次冲洗使上层清液呈中性为止，60℃恒温干燥箱中烘干，即可得到纳米Fe₃O₄粉，通过上述方式制得的纳米Fe₃O₄粉颗粒直径在50nm～60nm，但通过大量实验发现，颗粒直径在1nm～100nm的磁性材料均可以用于本实施例磷光磁粉的制备。

包覆过程包括：

步骤1、取上述化学共沉淀法制备的颗粒直径在1nm～100nm的纳米Fe₃O₄粉1g和颗粒直径为500目～800目的SrAl₂O₄夜光粉1g在100ml无水酒精中充分混合，磁力搅拌至少30min以上，将上述两种颗粒进行预混的目的是让SrAl₂O₄夜光粉和纳米Fe₃O₄粉均匀混合，以此保证每一个SrAl₂O₄夜光粉颗粒周边均布数个纳米Fe₃O₄粉颗粒，尽量避免包覆过程中出现夜光粉内无磁粉颗粒或者部分磁粉颗粒无夜光粉包覆的现象出现。

步骤2、将步骤1中预混液干燥后，即除去步骤1中的溶剂无水酒精，需要说明的是，无水酒精也可以用其他易挥发的有机溶剂替换，但是需要保证的是，该溶剂不与SrAl₂O₄夜光粉和磁性材料发生反应，又容易挥发或在步骤2中去除。干燥后的纳米Fe₃O₄粉与SrAl₂O₄混合物，溶解于一定量的高分子聚合物二氯甲烷复配液中，二氯甲烷为易挥发的有机溶剂，更加方便后期保存时溶剂的去除，且高分子聚合物与二氯甲烷的复配，高分子聚合物可以将纳米Fe₃O₄粉和SrAl₂O₄夜光粉圈入高分子长链中；高分子聚合物二氯甲烷复配液中的高分子聚合物可以是能够将纳米Fe₃O₄粉和SrAl₂O₄夜光粉圈住的聚合物，本发明通过大量实验发现，聚苯乙烯和聚氧乙烯均具有较好的圈定作用。本实施例的高分子聚合物二氯甲烷复配液选择的是质量百分比浓度为8％聚苯乙烯二氯甲烷溶液。本发明所述一定量，是指具体根据磁性材料和SrAl₂O₄夜光粉总量确定，方便后期在干燥中被去除即可，本实施例的聚苯乙烯二氯甲烷溶液需要3ml。

步骤3、向步骤2的混合溶液中，加入50ml质量百分比浓度为1％的明胶水溶液，并在室温下搅拌4h，搅拌速度为2500转/分钟，完成SrAl₂O₄夜光粉对纳米Fe₃O₄粉的包覆，值得一提的是，本发明在包覆过程中，需要在室温下进行，加热搅拌制得的磁粉不发光。该步骤选择明胶水溶液作为包裹液，明胶作为一种透明材料，在磷光磁粉激发和发光过程中均不吸光，同时，本实施例的明胶水溶液浓度仅有1％，以此便可以获得包覆效果好、品质更高的磷光磁粉；这与现有荧光磁粉的制备不同，现有荧光磁粉在制备时需要选择少量的高浓度的明胶水溶液对荧光粉和磁性材料进行预混，再通过大量低浓度的明胶水溶液进行优化，相比较而言，本实施例可以在浓度较低且为仅加入一次的情况下便可以完成，节省操作步骤，具有显著的效果。

实施例4

本实施例提供的一种磷光磁粉的制备方法，其中纳米Fe₃O₄粉的制备步骤和实施例3基本相同，不同的是，本实施例中SrAl₂O₄夜光粉对纳米Fe₃O₄粉的包覆过程如下：

步骤1、取制备的颗粒直径在1nm～100nm的纳米Fe₃O₄粉0.4g和颗粒直径为500目～800目的SrAl₂O₄夜光粉1.6g在150ml无水酒精中充分混合，磁力搅拌至少30min以上，保证SrAl₂O₄夜光粉和纳米Fe₃O₄粉的均匀混合。

步骤2、将步骤1中预混液干燥后，溶解于3ml质量百分比浓度为8％的聚氧乙烯二氯甲烷溶液中，使得纳米Fe₃O₄粉和SrAl₂O₄夜光粉被圈入高分子长链中。

步骤3、向步骤2的混合溶液中，加入50ml质量百分比浓度为1％的明胶水溶液，并在室温下搅拌6h，搅拌速度为2700转/分钟，完成SrAl₂O₄夜光粉对纳米Fe₃O₄粉的包覆。需要说明的是，搅拌时间在1h～6h均可，但小于1h，包覆的效果差；搅拌时间越长，磁粉的颗粒度小，品质高，检测效果更好，但是为节约工艺时间，本发明一般选择6h的搅拌时间。

实施例5

本实施例提供的一种磷光磁粉的制备方法，其中纳米Fe₃O₄粉的制备步骤和实施例3基本相同，不同的是，本实施例中SrAl₂O₄夜光粉对纳米Fe₃O₄粉的包覆过程如下：

步骤1、取制备的颗粒直径在1nm～100nm的纳米Fe₃O₄粉0.3g和颗粒直径为500目～800目的SrAl₂O₄夜光粉1.8g在200ml无水酒精中充分混合，磁力搅拌至少30min以上，保证SrAl₂O₄夜光粉和纳米Fe₃O₄粉的均匀混合。

步骤2、将步骤1中混合物干燥后，溶解于3ml质量百分比浓度为8％的聚苯乙烯二氯甲烷溶液中，使得纳米Fe₃O₄粉和SrAl₂O₄夜光粉被圈入高分子长链中。

步骤3、向步骤2的混合溶液中，加入50ml质量百分比浓度为1％的明胶水溶液，并在室温下搅拌6h，搅拌速度为3000转/分钟，完成SrAl₂O₄夜光粉对纳米Fe₃O₄粉的包覆。

实施例6

本实施例提供的一种磷光磁粉的制备方法，其中纳米Fe₃O₄粉的制备步骤和实施例3基本相同，不同的是，本实施例中SrAl₂O₄夜光粉对纳米Fe₃O₄粉的包覆过程如下：

步骤1、取制备的颗粒直径在1nm～100nm的纳米Fe₃O₄粉0.3g和颗粒直径为500目～800目的SrAl₂O₄夜光粉1.8g在200ml无水酒精中充分混合，磁力搅拌至少30min以上，保证SrAl₂O₄夜光粉和纳米Fe₃O₄粉的均匀混合。

步骤2、将步骤1中混合物干燥后，溶解于3ml质量百分比浓度为10％的聚苯乙烯二氯甲烷溶液中，使得纳米Fe₃O₄粉和SrAl₂O₄夜光粉被圈入高分子长链中。

步骤3、向步骤2的混合溶液中，加入50ml质量百分比浓度为4％的明胶水溶液，并在室温下搅拌6h，搅拌速度为3500转/分钟，完成SrAl₂O₄夜光粉对纳米Fe₃O₄粉的包覆。

再用水和/或酒精对步骤3完成包覆之后的包覆溶液进行清洗，除去溶剂。需要说明的是，洗涤剂的选择可以视溶剂性质而定，一般选择酒精清洗效果更好。然后在45℃条件下烘干，得到磷光磁粉粉末，其TEM图如图1所示，纳米Fe₃O₄粉外均包覆上了SrAl₂O₄夜光粉。

实施例7

本实施例提供的一种磷光磁粉的制备方法，其中纳米Fe₃O₄粉的制备步骤和实施例3基本相同，不同的是，本实施例中SrAl₂O₄夜光粉对纳米Fe₃O₄粉的包覆过程如下：

步骤1、取制备的颗粒直径在1nm～100nm的纳米Fe₃O₄粉0.1g和颗粒直径为500目～800目的SrAl₂O₄夜光粉2.0g在200ml无水酒精中充分混合，磁力搅拌至少30min以上，保证SrAl₂O₄夜光粉和纳米Fe₃O₄粉的均匀混合。

步骤2、将步骤1中混合物干燥后，溶解于3ml质量百分比浓度为12％的聚苯乙烯二氯甲烷溶液和聚氧乙烯二氯甲烷溶液的组合物溶液中，使得纳米Fe₃O₄粉和SrAl₂O₄夜光粉被圈入高分子长链中。

步骤3、向步骤2的混合溶液中，加入50ml质量百分比浓度为1％的明胶水溶液，并在室温下搅拌6h，搅拌速度为4000转/分钟，完成SrAl₂O₄夜光粉对纳米Fe₃O₄粉的包覆。

实施例8

本实施例提供的一种磷光磁粉的制备方法，其中纳米Fe₃O₄粉的制备步骤和实施例3基本相同，不同的是，本实施例中SrAl₂O₄夜光粉对纳米Fe₃O₄粉的包覆过程如下：

步骤1、取制备的颗粒直径在1nm～100nm的纳米Fe₃O₄粉0.1g和颗粒直径为500目～800目的SrAl₂O₄夜光粉2.0g在200ml无水酒精中充分混合，磁力搅拌至少30min以上，保证SrAl₂O₄夜光粉和纳米Fe₃O₄粉的均匀混合。

步骤2、将步骤1中混合物干燥后，溶解于3ml质量百分比浓度为10％的聚苯乙烯二氯甲烷溶液中，使得纳米Fe₃O₄粉和SrAl₂O₄夜光粉被圈入高分子长链中。

步骤3、向步骤2的混合溶液中，加入50ml质量百分比浓度为1％的明胶水溶液，并在室温下搅拌6h，搅拌速度为4000转/分钟，完成SrAl₂O₄夜光粉对纳米Fe₃O₄粉的包覆。

再用水和/或酒精对步骤3完成包覆之后的包覆溶液进行清洗，除去溶剂，然后在45℃条件下烘干，得到磷光磁粉粉末。这里需要说明的是，新鲜制备得到的磁粉溶液也可以用于检测使用，但是为了便于磷光磁粉的保存，降低磁粉在溶液环境下的淬灭速度，还需要对包覆后的磁粉溶液进行烘干保存。

对本实施例烘干得到的磷光磁粉的品质进行检测，获得如图2所示的XRD图谱、图3所示的PL发射光谱和图4所示的PL激发谱，可见本实施例的磷光磁粉包覆效果较好，可以在波长范围在325nm～475nm的激发下发黄绿色光，且发光强度较好。

综上，如图6和图7所示，磁性材料和SrAl₂O₄夜光粉的质量比为1:6时，具有更合适的配比进行匹配和包覆，包覆后的磁粉同时具有较好的发光效果和较高的磁性能，其中，图6为激发波长为400nm时，纳米Fe₃O₄粉和SrAl₂O₄夜光粉质量比分别为1:1、1:6和1:20时的PL发射光谱，其中(1)代表1g纳米Fe₃O₄粉和1gSrAl₂O₄夜光粉包覆制得的磷光磁粉，即质量比1:1；(2)代表0.3g纳米Fe₃O₄粉和1.8gSrAl₂O₄夜光粉包覆制得的磷光磁粉，即质量比1:6；(3)代表0.1g纳米Fe₃O₄粉和2.0gSrAl₂O₄夜光粉包覆制得的磷光磁粉，即质量比1:20。

图7为室温下由纳米Fe₃O₄粉和SrAl₂O₄夜光粉不同质量比下制得的样品的磁性能VSM图，其中，(1)代表1g纳米Fe₃O₄粉和1gSrAl₂O₄夜光粉包覆制得的磷光磁粉，即质量比1:1；(2)代表0.3g纳米Fe₃O₄粉和1.8gSrAl₂O₄夜光粉包覆制得的磷光磁粉，即质量比1:6；(3)代表0.1g纳米Fe₃O₄粉和2.0gSrAl₂O₄夜光粉包覆制得的磷光磁粉，即质量比1:20；明显看出，在同时满足发光效果和磁性要求的前提下，纳米Fe₃O₄粉和SrAl₂O₄夜光粉质量比时为1:6时，效果更好。

实施例9

一种磷光磁粉检测液，磷光磁粉检测液包括上述磷光磁粉，磷光磁粉检测液一般由磷光磁粉溶于水基或油基制得，油基包括有机油、化工煤油等，且磷光磁粉检测液的质量-体积浓度为0.075g/ml～0.2g/ml，相较于现有荧光磁粉0.5g/ml～3g/ml的使用量大大降低。

本实施例的磷光磁粉检测液，还可以被压缩在喷泵中，使用时，将检测液喷涂在试件上，通过手电筒照射一段时间，照射时间一般和光强成反比，撤去光源后，检测员通过内窥镜观测缺陷出的磁痕，如图5所示的一条“亮线”，对比度明显。本发明的磷光磁粉更加方便用于特定环境或工件，包括大型球罐内表面焊缝以及暗室环境中工件的磁粉检测，或者汽车的气缸等不好操作空间的缺陷检测。

综上，本发明的磷光磁粉制备过程环境友好，应用于磁粉检测符合“以人为本”的设计理念，不仅能够保证磁粉检测人员的健康安全，而且能够保证磁粉检测的对比度，其制作方法简单、成本低，是一种新颖的磁粉检测材料，具有广阔的应用前景。

以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种磷光磁粉，其特征在于：所述磷光磁粉通过在SrAl₂O₄夜光粉内包覆磁性材料制得，所述磁性材料的颗粒直径为1nm～100nm，所述SrAl₂O₄夜光粉的颗粒直径为500目～800目，所述磁性材料和所述SrAl₂O₄夜光粉的质量比为1:(1～20)，所述磁性材料为纳米Fe₃O₄粉。

2.根据权利要求1所述的一种磷光磁粉，其特征在于：采用可见光激发发光。

3.一种磷光磁粉的制备方法，所述磷光磁粉通过在SrAl₂O₄夜光粉内包覆磁性材料制得，其特征在于，包覆过程包括：

步骤1、取颗粒直径在1nm～100nm的磁性材料和颗粒直径为500目～800目的SrAl₂O₄夜光粉在无水酒精中充分混合，得到预混液，所述磁性材料和所述SrAl₂O₄夜光粉的质量比为1:(1～20)；

步骤2、将步骤1中所述预混液干燥后，溶解于高分子聚合物二氯甲烷复配液中；

步骤3、向步骤2的混合溶液中，加入质量百分比浓度为1％～4％的明胶水溶液，并在室温下搅拌1h～6h，完成SrAl₂O₄夜光粉对磁性材料的包覆。

4.根据权利要求3所述的一种磷光磁粉的制备方法，其特征在于：所述磁性材料和所述SrAl₂O₄夜光粉的质量比为1:6。

5.根据权利要求3或4所述的一种磷光磁粉的制备方法，其特征在于：步骤2中所述高分子聚合物二氯甲烷复配液包括聚苯乙烯二氯甲烷溶液和/或聚氧乙烯二氯甲烷溶液，所述高分子聚合物二氯甲烷复配液的质量百分比浓度为8％～12％。

6.根据权利要求3或4所述的一种磷光磁粉的制备方法，其特征在于：步骤3中，搅拌速度为2500～4000转/分钟。

7.根据权利要求3所述的一种磷光磁粉的制备方法，其特征在于：用水和/或酒精对步骤3完成包覆之后的包覆溶液进行清洗，再烘干后得到磷光磁粉。

8.一种磷光磁粉检测液，其特征在于：所述磷光磁粉检测液包括如权利要求1～2任意一项所述的磷光磁粉。

9.根据权利要求8所述的一种磷光磁粉检测液，其特征在于：所述磷光磁粉检测液由所述磷光磁粉溶于水基或油基制得，且所述磷光磁粉检测液的质量-体积浓度为0.075g/ml～0.2g/ml。

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