Влияние времени удержания напряжения на поведение механолюминесценции разгрузки SrAl2O4∶Eu2+

WU Wenhao ,  

CAO Zhongxin ,  

LIU Jianjun ,  

ZHANG Juncheng ,  

摘要

SrAl2O4∶Eu2+ является одним из наиболее эффективных материалов с механолюминесценцией на сегодняшний день и имеет важное практическое значение в областях датчиков распределения напряжений и диагностики состояния конструкций. Систематическое исследование поведения механолюминесценции и ее внутреннего механизма при различных механических воздействиях имеет важное значение для продвижения практического применения этих материалов. В настоящем исследовании был приготовлен композитный образец из порошка SrAl2O4∶Eu2+ и эпоксидной смолы, находящийся в состоянии одностороннего напряжения в процессе сжатия-освобождения давления, с основным акцентом на изучение поведения механолюминесценции на стадии разгрузки после разного времени выдержки нагрузки. Результаты показали, что при времени удержания напряжения более 2 с на стадии разгрузки возникает заметный пик люминесценции, тогда как при времени удержания меньше или равно 2 с в процессе разгрузки люминесценция не наблюдалась. Механизм анализа показывает, что на стадии удержания напряжения пьезоэлектрическое поле вызывает поляризационные заряды на поверхности зерен, в результате чего электроны захватываются ловушками возле положительно заряженной поверхности, и с увеличением времени удержания ловушки постепенно эффективно заполняются. В процессе разгрузки поляризационные заряды быстро исчезают, захваченные электроны высвобождаются из ловушек и рекомбинируют с люминесцентными центрами, создавая люминесценцию разгрузки; при коротком времени удержания заполнение ловушек недостаточно, что затрудняет генерацию заметной механолюминесценции на стадии разгрузки. Данные результаты выявляют зависимость поведения механолюминесценции SrAl2O4∶Eu2+ на стадии разгрузки от времени удержания напряжения и предоставляют экспериментальные основания для дальнейшего понимания механизма механолюминесценции и оптимизации соответствующих применений.

关键词

SrAl2O4∶Eu2+; механолюминесценция; одностороннее напряжение; люминесценция разгрузки

阅读全文