応力保持時間がSrAl2O4:Eu2+の応力解放発光挙動に与える影響

WU Wenhao ,  

CAO Zhongxin ,  

LIU Jianjun ,  

ZHANG Juncheng ,  

摘要

SrAl2O4:Eu2+は現在、性能が最も優れた応力発光材料の一つであり、応力分布センサーや構造健康診断などの分野で重要な応用価値を持っています。異なる機械的刺激条件下での応力発光挙動およびその内在機構を系統的に研究することは、これらの材料の実用化を促進するうえで重要な意義を持ちます。本研究では、SrAl2O4:Eu2+粉末とエポキシ樹脂を複合し、圧縮-解放過程で一方向応力状態にある複合試料を作製し、応力負荷後の異なる保持時間における解放段階での応力発光挙動を重点的に調査しました。結果は、応力保持時間が2秒を超えると解放段階に明確な発光ピークが現れ、保持時間が2秒以下の場合は解放過程で発光現象が観察されなかったことを示しています。機構解析では、応力保持段階で圧電場が結晶粒表面に極性電荷を発生させ、電子が正に帯電した表面付近のトラップに捕獲され、保持時間の延長とともにトラップが徐々に効果的に充填されると考えられます。応力解放過程で極性電荷が急速に消失し、捕獲された電子がトラップから放出され、発光中心と再結合して解放発光を生じます。一方、保持時間が短い場合はトラップの充填が不十分で、解放段階で顕著な応力発光を生成することが困難です。以上の結果は、SrAl2O4:Eu2+の解放段階における応力発光挙動が応力保持時間に依存することを明らかにし、その応力発光機構の理解および関連応用の最適化に実験的根拠を提供しています。

关键词

SrAl2O4:Eu2+;応力発光;一方向応力;解放発光

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