摩擦发光(TL)是物体在受到外力或者断裂时会发出光的一种特殊的发光现象,由于摩擦发光材料可以将作用在其上的外力以光的形式直观的展现出来,这就使其在应力传感器、应力实时分布可视化以及显示成像等诸多领域中有着潜在的应用价值,因此近些年来受到了广大研究者越来越多的关注。虽然摩擦发光材料的制备原料大部分属于环境友好的环保材料,无毒害,通过不同的掺杂离子还可以对其发光强度及颜色进行调控,其传统制备工艺高温固相法操作简单,但是目前摩擦发光材料的数量、发光性能及稳定性等诸多方面还远远不能满足实际应用的标准。由于对摩擦发光机理一直没有一个明确的理论解释,这就造成了摩擦发光材料在制备和性能提升上有很大的局限性,以上这些方面就促使我们去开发合成新型的稳定性好、发光性能优异的摩擦发光材料。本文对以下三个方面进行了研究和论述:(1)开发不同Mn2+掺杂浓度的新型黄色摩擦发光材料Na2CaSn2Ge3012:Sm3+,Mn2+,并通过测试样品的XRD、荧光光谱、余辉光谱、余辉衰减曲线以及热释光谱对其进行表征分析。荧光光谱表明样品的发射最高峰在566nm处,其主要是由Sm3+的4G5/2→6H5/2跃迁和Mn2+的4T1→>6A1的跃迁共同引起的,并且随着Mn2+掺杂浓度的增加,Sm3+的566nm、616nm和664nm三处特征发射峰均在减小,但566nm处的发射峰却在Mn2+掺杂浓度达到0.2%时开始显著增强。样品的余辉光谱及余辉衰减光谱也同发射光谱一样,峰型及对应的变化均是由Sm3+和Mn2+共同作用所得,余辉光谱的最高峰位于570nm,为明亮的黄色余辉发光。热释光谱表明样品中存在一个陷阱,并且对其分析可以发现这个陷阱的深度比较适合摩擦发光,进一步证明了样品具有摩擦发光的可能性。(2)利用高温固相法的合成工艺将Eu2+和Dy3+共同掺杂的摩擦发光材料BaZrSi309制备了出来,通过XRD、激发和发射光谱、余辉光谱、余辉衰减曲线及热释光谱等表征手段对其光学性能进行研究。其发射光谱及余辉光谱的峰值都显示在478nm处,对应于Eu2+的4f5d→4f7特征跃迁,并且随着掺杂的Dy3+浓度的提高,发射光谱对应的强度是先增大后减小的,样品的余辉光谱和余辉衰减曲线都随着Dy3+的掺杂浓度的增大而先增大再减小,在Dy3+浓度达到1%余辉达到最大,当撤去激发源的照射后,肉眼可以观察到样品有较强的青色余辉。热释光谱表明样品陷阱的深度正好满足摩擦发光对陷阱的要求。通过以上对Eu2+和Dy3+共掺的BaZrSi3O9的发光性能的研究分析,大致可以得出其应该具有摩擦发光的能力。(3)对上述两种摩擦发光材料的摩擦发光性能进行实验的测试。通过在环氧树脂及固化剂的混合溶液中加入上述两种摩擦发光材料粉末,制成可以用来进行摩擦发光性能测试的pellet样品,分别通过在pellet表面使用硬棒划动并用安道尔Ixon Ultra 888 CCD照相机直接采集其摩擦发光图像和使用力学实验机对pellet施加循环压缩,用光子检测器接收其发光信号来测试其摩擦发光性能。证明了两种材料均具有摩擦发光能力,为摩擦发光材料的发展做出了一定的贡献。