SrSiAlN_3:Eu~(2+)/环氧树脂复合材料宽带发光的高灵敏应力响应

作者：张巍巍; 秦朝菲; 史久林; 张志敏; 何兴道; **平

来源：2018年全国固体力学学术会议, 中国黑龙江哈尔滨, 2018-11-23.

• 荧光压谱
• 剪切应力
• SrSiAlN_3:Eu~(2+)
• 应力分辨率

标准的荧光压谱(fluorescence piezo-spectroscopy)技术通过观测Cr3+荧光的R线频移反演出Cr3+掺杂材料内部应力的大小,其灵敏度(压谱系数)约5.5 cm-1/GPa,目前报道的最佳分辨率约为MPa量级。从固体发光理论上分析,稀土掺杂宽带发光材料可能具有更大灵敏度,但作光谱分析时宽带寻峰精度低的问题制约了稀土宽带发光材料的压谱应用。我们在不改变压谱实验系统硬件配置(SrSiAlN3:Eu2+/H610环氧树脂复合材料作敏感材料,小型光谱仪分辨率为0.5 nm)的前提下,通过改进光谱数据分析方法,以自定义参量"谱带重心"λB(定义式∫λBλ1I(λ)dλ=∫λ2λBI(λ)dλ,其中,I(λ)为谱带上波长λ处的光强、λ1及λ2为谱带两侧基线上的两个任意波长)代替谱峰位置表征荧光谱带的位置,如图(1),不仅解决了宽谱带移动难以观察的问题,还得到了可能是迄今报道的最佳压谱分辨率(～3 KPa)。其灵敏度也较标准的Cr3+荧光R线压谱系数高出几个数量级。后续研究拟关注专用荧光压谱测试系统的设计、分布式应力检测、应力的方向性检测、动态应力检测、深层应力检测等内容,并已在压谱系统器件化方面取得若干进展。

• 单位
  江西省光电检测技术工程实验室; 南昌航空大学