CN113372913B - 一种应力发光弹性体及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种应力发光弹性体及其制备方法和应用，属于应力发光材料技术领域。本发明的应力发光弹性体包括透明弹性载体、发射波长在近紫外区的应力发光粉体和激发波长在近紫外区的光致发光粉体。本发明利用具有近紫外发射特征的应力发光材料，以有机‑无机复合物的方式将其与光致发光材料进行复合，借助应力诱导的近紫外发射进一步激励光致发光材料产生发光。这种基于应力诱导的近紫外发射材料设计一方面有效解决了现有应力发光材料发光亮度较低、颜色单调和种类较少的问题，另一方面将光致发光材料应用于应力发光领域，极大地拓展了应力发光应用的材料范畴。

Description

一种应力发光弹性体及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及应力发光材料技术领域，尤其涉及一种应力发光弹性体及其制备方法和应用。
背景技术
应力发光是某些材料受到各种机械力(如拉伸、挤压、摩擦、膨胀、断裂)刺激时产生的发光现象，它能够直接将机械能转化为光能。近年来，随着检测、成像等技术的快速发展，无机晶体的弹性应力发光在可视化应力/应变传感、应力显示器件、新型光源显示和预报监测器等领域展示出广阔的应用前景。相比于具有一次性和不可恢复性的破坏性应力发光材料，弹性应力发光材料具有发光强度与所受机械力存在对应关系，发光强度既能够分辨载荷力的大小，又能够分辨力的空间分布，同时具有自恢复特性。
目前，无机晶体的弹性应力发光实现途径主要有以下两种：一是材料在受到机械力时直接产生发光，常见的有压电类材料，ZnS:Cu/Mn2+，ZnCaOS:Ln3+(Ln3+＝Eu3+，Sm3+，Tb3+，Dy3+)等；二是将无机晶体粉末与树脂基体复合，制备成有机-无机复合材料，然后在机械力作用下产生发光。通过与树脂复合提高了材料与机械力之间的传递效率，使得材料间的应力发光亮度显著增强，如LiNbO3:Pr3+@环氧树脂，NaNbO3:Pr3+，Er3+@聚氨酯(PU)，BaSi2O2N2:Eu2+@聚二甲基硅氧烷(PDMS)等。对于大多数弹性应力发光材料来说，材料中的电荷载流子陷阱对受激电子和空穴进行捕获，在机械作用产生的压电场或者摩擦电场使得陷阱中的载流子释放出来，进而产生应力发光。
然而，应力发光材料依然存在发光光谱有限，发光亮度较低，极大地限制了应力发光在更广领域的应用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种应力发光弹性体及其制备方法和应用。本发明提供的应力发光弹性体发光亮度高，颜色丰富。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种应力发光弹性体，包括发光粉体和透明弹性载体，所述发光粉体包括发射波长在近紫外区的应力发光粉体和激发波长在近紫外区的光致发光粉体，所述发光粉体和透明弹性载体的重量比为3:1～1:3，所述发射波长在近紫外区的应力发光粉体和激发波长在近紫外区的光致发光粉体的重量比为1:4～4:1。
优选地，所述发光粉体和透明弹性载体的重量比为1:1。
优选地，所述发射波长在近紫外区的应力发光粉体和激发波长在近紫外区的光致发光粉体的重量比为1:1。
优选地，所述应力发光弹性体为颗粒复合结构弹性体。
优选地，所述应力发光弹性体为层状复合结构弹性体，所述层状复合结构弹性体包括底层和表层，所述底层包括发射波长在近紫外区的应力发光粉体和透明弹性载体，所述表层包括激发波长在近紫外区的光致发光粉体和透明弹性载体。
优选地，所述底层中发射波长在近紫外区的应力发光粉体和透明弹性载体的重量比为3:2～1:3，所述表层中激发波长在近紫外区的光致发光粉体和透明弹性载体的重量比为3:1～1:3。
优选地，所述发射波长在近紫外区的应力发光粉体的应力发光范围、激发波长在近紫外区的光致发光粉体的激发波长范围独立地为300～450nm。
本发明还提供了上述技术方案所述的应力发光弹性体的制备方法，包括以下步骤：
将透明弹性载体、发射波长在近紫外区的应力发光粉体和激发波长在近紫外区的光致发光粉体混合后固化，得到所述应力发光弹性体。
优选地，当所述应力发光弹性体为层状复合结构弹性体时，所述制备方法包括以下步骤：
将发射波长在近紫外区的应力发光粉体与透明弹性载体混合后加热，得到底层；
将激发波长在近紫外区的光致发光粉体与透明弹性载体混合，得到混合物；
将所述混合物涂覆在所述底层的表面，然后固化，得到所述应力发光弹性体。
本发明还提供了上述技术方案所述的应力发光弹性体或上述技术方案所述制备方法制得的应力发光弹性体在应力发光领域中的应用。
本发明提供了一种应力发光弹性体，包括发光粉体和透明弹性载体，所述发光粉体包括发射波长在近紫外区的应力发光粉体和激发波长在近紫外区的光致发光粉体，所述发光粉体和透明弹性载体的重量比为3:1～1:3，所述发射波长在近紫外区的应力发光粉体和激发波长在近紫外区的光致发光粉体的重量比为1:4～4:1。本发明利用具有近紫外发射特征的应力发光材料，以有机-无机复合物的方式将其与光致发光材料进行复合，借助应力诱导的近紫外发射进一步激励光致发光材料产生发光。这种基于应力诱导的近紫外发射材料设计一方面有效解决了现有应力发光材料发光亮度较低、颜色单调和种类较少的问题，另一方面将光致发光材料应用于应力发光领域，极大地拓展了应力发光应用的材料范畴。
与现有的应力发光材料相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明提出的一种基于应力诱导的近紫外发射实现多色应力发光的方法设计应力发光弹性体，通过与现有应力发光材料复合进一步有效提高其应力发光亮度，还可通过与光致发光材料复合实现光致发光材料在应力发光领域的应用。针对现有技术中的很多光致发光材料不具有应力发光(这些光致发光材料与透明弹性复合形成的弹性体在机械力刺激下不能够产生发光，而只能够在近紫外光辐照下产生发光)的问题，本发明中的应力发光材料产生的近紫外发光充当了激发源，使得原来不具有应力发光性能的光致发光材料在机械力作用下产生发光。
2.本发明的应力发光弹性体的原料设计简单、可操作性强，可有效解决应力发光应用领域材料发光亮度较低、颜色单调和种类较少的问题。
3.本发明的应力发光弹性体具有更优异的应力发光性能和更广泛的发光实现途径，基于应力诱导的近紫外发射实现多色应力发光材料在机械部件的应力检测、可视化应力传感、应力显示器和生物应力传感检测中具有潜在的应用。
附图说明
图1为本发明实施例1～7制得的应力发光弹性体的色坐标图；
图2为近紫外应力发光材料Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/PDMS的应力发光光谱；
图3为实施例1中激发波长在近紫外范围的商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2 +/PDMS和Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PDMS的应力发光光谱；
图4为实施例2中激发波长在近紫外范围的商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2/PU和Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PU的应力发光光谱；
图5为实施例3中激发波长在近紫外范围的商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2/硅胶和Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/硅胶的应力发光光谱；
图6为实施例4中激发波长在近紫外范围的商用光致发光材料Y2SiO3:Ce3+/PDMS和Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Y2SiO3:Ce3+/PDMS的应力发光光谱；
图7为实施例5中激发波长在近紫外范围的商用光致发光材料CeMgAl11O19:Tb3+/PDMS和Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/CeMgAl11O19:Tb3+/PDMS的应力发光光谱；
图8为实施例6中激发波长在近紫外范围的商用光致发光材料K2SiF6:Mn4+/PDMS和Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/K2SiF6:Mn4+/PDMS的应力发光光谱；
图9为实施例7中激发波长在近紫外范围的商用光致发光材料Sr2Si5N8:Eu2+/PDMS和Ca9Bi(PO4)7/Sr2Si5N8:Eu2+/PDMS的应力发光光谱；
图10为实施例8中激发波长在近紫外范围的商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PDMS和Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PDMS-1的应力发光光谱；
图11为实施例9中激发波长在近紫外范围的商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PDMS和Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PDMS-2的应力发光光谱。
具体实施方式
本发明提供了一种应力发光弹性体，包括发光粉体和透明弹性载体，所述发光粉体包括发射波长在近紫外区的应力发光粉体和激发波长在近紫外区的光致发光粉体，所述发光粉体和透明弹性载体的重量比为3:1～1:3，所述发射波长在近紫外区的应力发光粉体和激发波长在近紫外区的光致发光粉体的重量比为1:4～4:1。
在本发明中，若无特殊说明，使用的原料均为本领域市售商品或采用本领域技术人员熟知的制备方法制得即可。
在本发明中，所述发光粉体和透明弹性载体的重量比优选为1:1。
在本发明中，所述发射波长在近紫外区的应力发光粉体和激发波长在近紫外区的光致发光粉体的重量比为1:1。
在本发明中，所述应力发光弹性体优选为颗粒复合结构弹性体。
在本发明中，所述应力发光弹性体优选为层状复合结构弹性体，所述层状复合结构弹性体优选包括底层和表层，所述底层优选包括发射波长在近紫外区的应力发光粉体和透明弹性载体，所述表层优选包括激发波长在近紫外区的光致发光粉体和透明弹性载体。
在本发明中，所述底层与表层中的透明弹性载体的种类相同。
在本发明中，所述底层中发射波长在近紫外区的应力发光粉体和透明弹性载体的重量比优选为3:2～1:3，所述表层中激发波长在近紫外区的光致发光粉体和透明弹性载体的重量比优选为3:1～1:3。
在本发明中，所述发射波长在近紫外区的应力发光粉体的应力发光范围、激发波长在近紫外区的光致发光粉体的激发波长范围独立地优选为300～450nm。
在本发明中，所述发射波长在近紫外区的应力发光粉体优选为磷酸盐类材料，更优选为Ca9Bi(PO4)7、Ca9Bi(PO4)7:Ce3+、Ca9ZnLi(PO4)7:Ce3+、Ca9NaZn(PO4)7:Ce3+、Ca9Y(PO4)7:Ce3+、Ca9Gd(PO4)7:Ce3+、Ca19Mg2(PO4)14:Ce3+、Ca10K(PO4)7:Eu2+、Ca9SrK(PO4)7:Eu2+、Ca19Zn2(PO4)14:Ce3+、Ca9MgLi(PO4)7:Ce3+、Ca8MgBi(PO4)7或Ca8MgBi(PO4)7:Ce3+，最优选为Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04 3+。
在本发明中，所述激发波长在近紫外区的光致发光粉体优选为多色光致发光材料为商用材料，更优选为Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+(绿色)、CeMgAl11O19:Tb3+(绿色)、Sr2Si5N8:Eu2+(红色)、K2SiF6:Mn4+(红色)或Y2SiO3:Ce3+(蓝色)。
在本发明中，所述透明弹性载体优选为透明弹性树脂，更为聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯(PU)、硅胶或热塑性聚氨酯弹性体。
本发明还提供了上述技术方案所述的应力发光弹性体的制备方法，包括以下步骤：
将透明弹性载体、发射波长在近紫外区的应力发光粉体和激发波长在近紫外区的光致发光粉体混合后固化，得到所述应力发光弹性体。
在本发明中，当所述应力发光弹性体优选为颗粒复合结构弹性体时，所述制备方法优选包括以下步骤：
将发射波长在近紫外区的应力发光粉体、激发波长在近紫外区的光致发光粉体与透明弹性载体混合后加热固化，得到所述应力发光弹性体。
本发明对对所述加热固化的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
在本发明中，当所述应力发光弹性体优选为层状复合结构弹性体时，所述制备方法优选包括以下步骤：
将发射波长在近紫外区的应力发光粉体与透明弹性载体混合后加热，得到底层；
将激发波长在近紫外区的光致发光粉体与透明弹性载体混合，得到混合物；
将所述混合物涂覆在所述底层的表面，然后固化，得到所述应力发光弹性体。
本发明将发射波长在近紫外区的应力发光粉体与透明弹性载体混合后加热，得到底层。
在本发明中，所述加热优选在模具中进行。本发明对所述加热的参数没有特殊的限定，能够使所述发射波长在近紫外区的应力发光粉体与透明弹性载体固化即可。
本发明将激发波长在近紫外区的光致发光粉体与透明弹性载体混合，得到混合物。本发明对所述混合的具体方式没有特殊的限定，能够混合均匀即可。
得到混合物和底层后，本发明将所述混合物涂覆在所述底层的表面，然后固化，得到所述应力发光弹性体。
本发明对所述涂覆的参数没有特殊的限定，能够使透明弹性载体、发射波长在近紫外区的应力发光粉体和激发波长在近紫外区的光致发光粉体的用量满足上述要求即可。
在本发明中，所述透明弹性载体优选包含前驱体和固化剂，与所述发射波长在近紫外区的应力发光粉体和激发波长在近紫外区的光致发光粉体混合形成粘稠状液体，该粘稠状液体方便转移，不需要额为添加其他溶剂，转移后在高温环境放置就可以固化。
在本发明中，所述固化优选为在恒温箱中加热，本发明对所述加热的具体参数没有特殊的限定，能够保证固化完全即可。
本发明还提供了上述技术方案所述的应力发光弹性体或上述技术方案所述制备方法制得的应力发光弹性体在应力发光领域中的应用。本发明对所述应用的具体方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的方式即可。
为了进一步说明本发明，下面结合实例对本发明提供的应力发光弹性体及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
一种基于应力诱导的近紫外发射实现黄绿色应力发光弹性体，其具体制备步骤如下：
具有近紫外应力发光材料Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04(CBP:Ce)的制备：
(1)表达通式为Ca9-xBi(PO4)7:Cex，所示的元素摩尔比为Ca:Bi:P:O:Ce＝8.96:1:7:28:0.04；按照元素的摩尔比分别称取含钙、铋、磷和铈的化合物原料；
(2)选取碳酸钙、二氧化铋、磷酸二氢铵和氧化铈为原料；
(3)将步骤(2)称取的化合物原料混均匀后在氧化性气氛中预烧，预烧温度为500℃，预烧时间为5h；
(4)将步骤(3)中预烧后的产物在还原性气氛下于1250℃进行高温处理6h，得到Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04应力发光材料；
应力发光与光致发光复合弹性体的制备步骤：
(1)称取聚二甲基硅氧烷预聚体2g和固化剂0.2g，然后混合，添加0.5g应力发光材料Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04和0.5g商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+混合物，搅拌均匀，转移至直径为6cm的培养皿中静置0.5h。
(2)将步骤(1)的样品转移至恒温烘箱中，在温度为70℃环境下放置1h.
(3)所得复合弹性体Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PDMS的应力发光颜色为黄绿色。
该实施例制备出应力发光弹性体在机械力作用下具有明显的黄绿色应力发光，通过Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04的近紫外应力发光激发商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+产生黄绿色发光。图1中色坐标(0.34，0.24)为应力发光Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04的应力发光，它的发光由近紫外波段和深红色发光波段组成。色坐标(0.44，0.51)为Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PDMS(CBP:Ce/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PDMS)的应力发光，位于黄绿色区域。
与实施例1相同，区别仅在于不添加Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04制备Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2 +/PDMS。
图1为本发明实施例1制得的应力发光弹性体的色坐标图；图2为近紫外应力发光材料Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/PDMS的应力发光光谱；图3为实施例1中激发波长在近紫外范围的商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PDMS和Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PDMS的应力发光光谱。
实施例2
一种基于应力诱导的近紫外发射实现黄绿色应力发光弹性体，其具体制备步骤如下：
将实施例1中“称取聚二甲基硅氧烷预聚体2g和固化剂0.2g”替换为“称取聚氨酯A液2g和B液2g”，其他条件同实施例1。所得应力发光弹性体Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PU的应力发光颜色为黄绿色。
该实施例制备出应力发光弹性体在机械力作用下具有明显的黄绿色应力发光。通过Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04的近紫外应力发光激发商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+产生粉色发光。图1中色坐标(0.37，0.45)为Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PU(CBP:Ce/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PU)的应力发光，位于绿色区域。
与实施例2相同，区别仅在于不添加Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04制备Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2 +/PU。
图1为本发明实施例2制得的应力发光弹性体的色坐标图；图4为实施例2中激发波长在近紫外范围的商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2/PU和Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PU的应力发光光谱。
实施例3
一种基于应力诱导的近紫外发射实现黄绿色应力发光弹性体，其具体制备步骤如下：
将实施例1中的“称取聚二甲基硅氧烷预聚体2g和固化剂0.2g”替换为“称取硅胶A液2g和B液2g”，其他条件同实施例1。所得应力发光弹性体Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/硅胶的应力发光颜色为淡粉色。
该实施例制备出应力发光弹性体在机械力作用下具有明显的黄绿色应力发光。通过Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04的近紫外应力发光激发商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+产生黄绿色发光。图1中色坐标(0.34，0.41)为Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/硅胶(CBP:Ce/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/硅胶)的应力发光，位于绿色区域。
与实施例3相同，区别仅在于不添加Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04制备Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2 +/硅胶。
图1为本发明实施例3制得的应力发光弹性体的色坐标图；图5为实施例3中激发波长在近紫外范围的商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2/硅胶和Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/硅胶的应力发光光谱。
实施例4
一种基于应力诱导的近紫外发射实现紫色应力发光弹性体，其具体制备步骤如下：
将实施例1中的“商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+”替换为“商用光致发光材料Y2SiO3:Ce3+”，其他条件同实施例1。所得应力发光弹性体Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Y2SiO3:Ce3 +/PDMS的应力发光颜色为紫色。
该实施例制备出应力发光弹性体在机械力作用下具有明显的粉红色应力发光。通过Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04的近紫外应力发光激发商用光致发光材料Y2SiO3:Ce3+产生粉色发光。图1中色坐标(0.35，0.30)为Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Y2SiO3:Ce3+/PDMS(CBP:Ce/Y2SiO3:Ce3 +/PDMS)的应力发光，位于紫色区域。
与实施例4相同，区别仅在于不添加Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04制备Y2SiO3:Ce3+/PDMS。
图1为本发明实施例4制得的应力发光弹性体的色坐标图；图6为实施例4中激发波长在近紫外范围的商用光致发光材料Y2SiO3:Ce3+/PDMS和Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Y2SiO3:Ce3 +/PDMS的应力发光光谱。
实施例5
一种基于应力诱导的近紫外发射实现粉红色应力发光弹性体，其具体制备步骤如下：
将实施例1中的“商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+”替换为“商用光致发光材料CeMgAl11O19:Tb3+”，其他条件同实施例1。所得应力发光弹性体Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/CeMgAl11O19:Tb3+/PDMS的应力发光颜色为黄绿色。
该实施例制备出应力发光弹性体在机械力作用下具有明显的粉红色应力发光，通过Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04的近紫外应力发光激发商用光致发光材料CeMgAl11O19:Tb3+产生粉红色发光。图1中色坐标(0.53，0.35)为Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/CeMgAl11O19:Tb3+/PDMS(CBP:Ce/CeMgAl11O19:Tb3+/PDMS)的应力发光，位于红色区域。
与实施例5相同，区别仅在于不添加Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04制备CeMgAl11O19:Tb3+/PDMS。
图1为本发明实施例5制得的应力发光弹性体的色坐标图；图7为实施例5中激发波长在近紫外范围的商用光致发光材料CeMgAl11O19:Tb3+/PDMS和Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/CeMgAl11O19:Tb3+/PDMS的应力发光光谱。
实施例6
一种基于应力诱导的近紫外发射实现深红色应力发光弹性体，其具体制备步骤如下：
将实施例1中的“商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+”替换为“商用光致发光材料K2SiF6:Mn4+”，其他条件同实施例1。所得应力发光弹性体Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/K2SiF6:Mn4 +/PDMS的应力发光颜色为深红色。
该实施例制备出应力发光弹性体在机械力作用下具有明显的深红色应力发光，通过Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04的近紫外应力发光激发商用光致发光材料K2SiF6:Mn4+产生深红色发光。图1中色坐标(0.63，0.28)为Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/K2SiF6:Mn4+/PDMS(CBP:Ce/K2SiF6:Mn4 +/PDMS)的应力发光，位于红色区域。
与实施例6相同，区别仅在于不添加Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04制备K2SiF6:Mn4+/PDMS。
图1为本发明实施例6制得的应力发光弹性体的色坐标图；图8为实施例6中激发波长在近紫外范围的商用光致发光材料K2SiF6:Mn4+/PDMS和Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/K2SiF6:Mn4 +/PDMS的应力发光光谱。
实施例7
一种基于应力诱导的近紫外发射实现深红色应力发光弹性体，其具体制备步骤如下：
将实施例1中的“表达通式为Ca9-xBi(PO4)7:Cex，所示的元素摩尔比为Ca:Bi:P:O:Ce＝8.96:1:7:28:0.04；按照元素的摩尔比分别称取含钙、铋、磷和铈的化合物原料。”替换为“表达通式为Ca9Bi(PO4)7(CBP)，所示的元素摩尔比为Ca:Bi:P:O＝9:1:7:28；按照元素的摩尔比分别称取含钙、铋和磷的化合物原料。”；把“选取碳酸钙、二氧化铋、磷酸二氢铵和氧化铈为原料。”替换为“选取碳酸钙、氧化铋和磷酸二氢铵为原料。”；将实施例1中的“商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+”替换为“商用光致发光材料Sr2Si5N8:Eu2+”，其他条件同实施例1。所得应力发光弹性体Ca9Bi(PO4)7/Sr2Si5N8:Eu2+/PDMS(CBP:Ce/Sr2Si5N8:Eu2+/PDMS)的应力发光颜色为深红色。
该实施例制备出应力发光弹性体在机械力作用下具有明显的深红色应力发光，通过Ca9Bi(PO4)7的近紫外应力发光激发商用光致发光材料Sr2Si5N8:Eu2+产生深红色发光。图1中色坐标(0.45，0.21)为Ca9Bi(PO4)7的应力发光。色坐标(0.68，0.32)为Ca9Bi(PO4)7/Sr2Si5N8:Eu2+/PDMS的应力发光，位于红色区域。
与实施例7相同，区别仅在于不添加Ca9Bi(PO4)7制备Sr2Si5N8:Eu2+/PDMS。
图1为本发明实施例7制得的应力发光弹性体的色坐标图；图9为实施例7中激发波长在近紫外范围的商用光致发光材料Sr2Si5N8:Eu2+/PDMS和Ca9Bi(PO4)7/Sr2Si5N8:Eu2+/PDMS的应力发光光谱。
实施例8
一种基于应力诱导的近紫外发射实现深红色应力发光弹性体，其具体制备步骤如下：
将实施例1中的“称取聚二甲基硅氧烷预聚体2g和固化剂0.2g，然后混合，添加0.5g应力发光材料Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04和0.5g商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+混合物”替换为“称取聚二甲基硅氧烷预聚体2g和固化剂0.2g，然后混合，添加0.5g应力发光材料Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04和1.5g商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+混合物”，其他条件同实施例1。所得应力发光弹性体Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PDMS-1(Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04和Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+复合重量比为1:3)的应力发光颜色为深红色。
与实施例8相同，区别仅在于不添加Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04制备Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2 +/PDMS。
图1为本发明实施例8制得的应力发光弹性体的色坐标图；图10为实施例8中激发波长在近紫外范围的商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PDMS和Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PDMS-1的应力发光光谱。
实施例9
一种基于应力诱导的近紫外发射实现深红色应力发光弹性体，其具体制备步骤如下：
将实施例1中的“称取聚二甲基硅氧烷预聚体2g和固化剂0.2g，然后混合，添加0.5g应力发光材料Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04和0.5g商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+混合物”替换为“称取聚二甲基硅氧烷预聚体2g和固化剂0.2g，然后混合，添加1.5g应力发光材料Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04和0.5g商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+混合物”，其他条件同实施例1。所得应力发光弹性体Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PDMS-2(Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04和Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+复合重量比为3:1)的应力发光颜色为深红色。
与实施例9相同，区别仅在于不添加Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04制备Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2 +/PDMS。
图1为本发明实施例9制得的应力发光弹性体的色坐标图；图11为实施例9中激发波长在近紫外范围的商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PDMS和Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PDMS-2的应力发光光谱。
实施例10
一种基于应力诱导的近紫外发射实现深红色应力发光弹性体，其具体制备步骤如下：
将实施例1中的“称取聚二甲基硅氧烷预聚体2g和固化剂0.2g，然后混合，添加0.5g应力发光材料Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04和0.5g商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+混合物”替换为“称取聚二甲基硅氧烷预聚体4g和固化剂0.4g，然后混合，添加0.5g应力发光材料Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04和0.5g商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+混合物”，其他条件同实施例1。所得应力发光弹性体Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PDMS-3的应力发光颜色为黄绿色。
实施例11
一种基于应力诱导的近紫外发射实现深红色应力发光弹性体，其具体制备步骤如下：
将实施例1中的“称取聚二甲基硅氧烷预聚体2g和固化剂0.2g，然后混合，添加0.5g应力发光材料Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04和0.5g商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+混合物”替换为“称取聚二甲基硅氧烷预聚体1g和固化剂0.1g，然后混合，添加0.5g应力发光材料Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04和0.5g商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+混合物”，其他条件同实施例1。所得应力发光弹性体Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04/Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+/PDMS-4的应力发光颜色为黄绿色。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并非对本发明作任何形式上的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种应力发光弹性体，其特征在于，包括发光粉体和透明弹性载体，所述发光粉体包括发射波长在近紫外区的应力发光粉体和激发波长在近紫外区的光致发光粉体，
所述应力发光弹性体的制备方法包括以下步骤：
(1)称取聚二甲基硅氧烷预聚体2g和固化剂0.2g，然后混合，添加0.5g应力发光材料Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04和0.5g商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+混合物，搅拌均匀，转移至直径为6cm的培养皿中静置0.5h；
(2)将步骤(1)的样品转移至恒温烘箱中，在温度为70℃环境下放置1h。
2.权利要求1所述的应力发光弹性体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取聚二甲基硅氧烷预聚体2g和固化剂0.2g，然后混合，添加0.5g应力发光材料Ca8.96Bi(PO4)7:Ce0.04和0.5g商用光致发光材料Ba0.75Sr0.25SiO4:Eu2+混合物，搅拌均匀，转移至直径为6cm的培养皿中静置0.5h；
(2)将步骤(1)的样品转移至恒温烘箱中，在温度为70℃环境下放置1h。
3.权利要求1所述的应力发光弹性体或权利要求2所述制备方法制得的应力发光弹性体在应力发光领域中的应用。
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