本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種鑭系元素電子躍遷型特征識別光學纖維的制備方法，屬于纖維制造技術(shù)領(lǐng)域。其利用鑭系元素豐富的能級結(jié)構(gòu)和獨特的電子躍遷特性，通過控制纖維各組分的重量比例組合關(guān)系、紡絲原料配方和紡絲工藝參數(shù)，實現(xiàn)對電子躍遷能級差和躍遷電子數(shù)的控制，從而得到具有不同發(fā)射光譜識別特征的光學纖維。本發(fā)明專利技術(shù)制造的一種鑭系元素電子躍遷型特征識別光學纖維，在特定的激發(fā)光照射下根據(jù)電子躍遷能級差和躍遷電子數(shù)的不同形成相應的發(fā)光識別特征曲線，通過控制纖維各組分的排列組合關(guān)系、紡絲原料配方和紡絲工藝參數(shù)，即可達到對發(fā)光識別特征的控制。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種，屬于纖維制造
技術(shù)介紹
鑭系元素具有未充滿的4f電子層，4f電子層的不同排布產(chǎn)生了不同的能級，4f電子在不同能級之間的躍遷。鑭系元素電子躍遷原理示意圖如圖1所示。除了 La3+和Lu3+為4f°和4f14外，其它鑭系元素的4f電子在7個4f軌道上任意排布，從而產(chǎn)生多種光譜項和 能級，在+3價鑭系離子4fn的組態(tài)上共有199177個。再如，Pr原子的4f36s2構(gòu)型有41個能級，在4068 1有500個能級。在4^5^682有100個能級，在4^5(^681有750個能級，在4f35d2有1700個能級；Gd原子在4^5(^682有3106個能級，其激發(fā)態(tài)4^5(^6 1有36000個能級。通常，具有未充滿的4f電子亞層的原子或離子的光譜大約有30000條可被觀察到的譜線；具有未充滿的d電子亞層的過渡元素的譜線約有7000條；而具有未充滿的P電子亞層的主族元素的光譜線約有1000條。稀土元素的電子能級和譜線比普通元素豐富的多，能夠吸收或發(fā)射從紫外光、可見光到紅外光區(qū)多種波長的電磁輻射。不同鑭系元素化合物具有不同的發(fā)射光譜，而且即使相同的原料配方在不同的工藝條件下制得的稀土發(fā)光材料發(fā)射光譜也不相同。如果能將上述鑭系元素化合物與高分子材料相結(jié)合制成纖維，那么，該纖維在特定的激發(fā)光譜作用下根據(jù)電子躍遷能級差和躍遷電子數(shù)的差異，將具有特定的發(fā)光識別特征。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種鑭系元素電子躍遷型特征識別光學纖維。按照本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案，一種，利用鑭系元素豐富的能級結(jié)構(gòu)和獨特的電子躍遷特性，通過控制纖維各組分的重量比例組合關(guān)系、紡絲原料配方和紡絲工藝參數(shù)，實現(xiàn)對電子躍遷能級差和躍遷電子數(shù)的控制，從而得到具有不同發(fā)射光譜識別特征的光學纖維。所述鑭系元素是指元素周期表中的鐠Pr、釹Nd、銪Eu、鏑Dy、釓Gd五種。所述纖維各組份重量比例組合關(guān)系是指包括鑭系元素化合物、高分子材料和無機顏料在內(nèi)的纖維組份的組成，所述紡絲原料配方是指包括上述組成的纖維各組份的配比關(guān)其按重量份計鑭系元素化合物含量為廣15份，高分子材料含量為85、9份，無機顏料含量為(Tl. 5份，偶聯(lián)劑含量為O. 02、. 05份，分散劑含量為O. 05、. 15份；紡絲工藝參數(shù)是指紡絲溫度、紡絲速度或者拉伸倍數(shù)，其中紡絲溫度為18(T30(TC，紡絲速度為60(T4500m/min，拉伸倍數(shù)為1. 5 4。所述鑭系元素化合物為堿土鋁酸鹽類或堿土硅酸鹽類；所述高分子材料為聚酯類、聚烯烴類或者聚酰胺類材料；所述無機顏料為復合金屬氧化物類顏料；所述偶聯(lián)劑為硅烷類或鈦酸酯類；所述分散劑為明膠或亞乙基二硬脂酰胺中的一種。所述纖維具有的發(fā)光識別特征包括發(fā)光波長、發(fā)光能量分布兩個特征或者二者集合成的曲線。所述纖維具有的發(fā)射光譜識別特征是在特定激發(fā)光照射下獲得，其中所用激發(fā)光波長為34(T380nm，激發(fā)狹縫寬為I 4nm。本專利技術(shù)具有如下優(yōu)點本專利技術(shù)制造的一種鑭系元素電子躍遷型特征識別光學纖維，在特定的激發(fā)光照射下根據(jù)電子躍遷能級差和躍遷電子數(shù)的不同形成相應的發(fā)光識別特征曲線，通過控制纖維各組分的排列組合關(guān)系、紡絲原料配方和紡絲工藝參數(shù)，即可達到對發(fā)光識別特征的控制。與以往的發(fā)光纖維相比，具有更加嚴格的制備工藝要求和更加鮮明的特性。根據(jù)該發(fā)光識別特征即可識別身份或產(chǎn)品的真?zhèn)?。附圖說明圖I為鑭系元素電子躍遷原理示意圖。圖2為本專利技術(shù)工藝流程圖。圖3為發(fā)光識別特征測試裝置示意圖1、激發(fā)光源，2、4、6、8狹縫，3、激發(fā)單色器，5、樣品池，7、發(fā)射單色器，9、檢測器，10、顯示器，11、記錄移。圖4為實施例I制備產(chǎn)品的發(fā)光識別特征曲線。圖5為實施例2制備產(chǎn)品的發(fā)光識別特征曲線。圖6為實施例3制備產(chǎn)品的發(fā)光識別特征曲線。具體實施例方式以下通過實施例對本專利技術(shù)作進一步的闡述，其目的是為更好理解本專利技術(shù)的內(nèi)容。因此，所舉的例子并不影響本專利技術(shù)的保護范圍。實施例I選取銪鏑共摻雜的鋁酸鍶為鑭系元素化合物、聚對苯二甲酸乙二酯為高分子材料，Y-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)為偶聯(lián)劑，亞乙基二硬脂酰胺為分散劑，其按重量份計鑭系元素化合物含量為5份，高分子材料含量為85份，無機顏料含量為O. 2份，偶聯(lián)劑含量為O. 02份，分散劑含量為O. 05份；按照圖2所示工藝流程，熔融紡絲，融熔溫度控制在28(T30(TC，牽伸倍數(shù)控制在3. 2，最終得到一種鑭系元素電子躍遷型特征識別光學纖維。按照附圖3所示裝置，在激發(fā)波長360nm，狹縫寬為2nm，測纖維的發(fā)光識別特征。測試結(jié)果參見附圖4。實施例2選取銪鏑共摻雜的鋁酸鍶為鑭系元素化合物、聚丙烯為高分子材料，Y _(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH560)為偶聯(lián)劑，亞乙基二硬脂酰胺為分散劑，鑭系元素化合物含量為10份，高分子材料含量為99份，無機顏料含量為I. 5份，偶聯(lián)劑含量為O. 05份，分散劑含量為O. 05份；熔融紡絲，融熔溫度控制在18(T20(TC，牽伸倍數(shù)控制在3. 2，最終得到一種鑭系元素電子躍遷型特征識別光學纖維。按照附圖4所示裝置，在激發(fā)波長360nm，狹縫寬為2nm，測纖維的發(fā)光識別特征。測試結(jié)果參見附圖5。實施例3 選取銪鏑共摻雜的鋁酸鍶為鑭系元素化合物、聚對苯二甲酸乙二酯為高分子材料，γ-(2，3-環(huán)氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(ΚΗ560)為偶聯(lián)劑，鈷藍(Ρ.Β. 28)為無機顏料，亞乙基二硬脂酰胺為分散劑，其按重量份計鑭系元素化合物含量為10份，高分子材料含量為93份，無機顏料含量為O.1份，偶聯(lián)劑含量為O. 04份，分散劑含量為O.1份；熔融紡絲，融熔溫度控制在28(T30(TC，牽伸倍數(shù)控制在3. 2，最終得到一種鑭系元素電子躍遷型特征識別光學纖維。按照附圖4所示裝置，在激發(fā)波長360nm，狹縫寬為2nm，測纖維的發(fā)光識別特征。測試結(jié)果參見附圖6。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種鑭系元素電子躍遷型特征識別光學纖維的制備方法，其特征在于：利用鑭系元素豐富的能級結(jié)構(gòu)和獨特的電子躍遷特性，通過控制纖維各組分的重量比例組合關(guān)系、紡絲原料配方和紡絲工藝參數(shù)，實現(xiàn)對電子躍遷能級差和躍遷電子數(shù)的控制，從而得到具有不同發(fā)射光譜識別特征的光學纖維。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種鑭系元素電子躍遷型特征識別光學纖維的制備方法，其特征在于利用鑭系元素豐富的能級結(jié)構(gòu)和獨特的電子躍遷特性，通過控制纖維各組分的重量比例組合關(guān)系、紡絲原料配方和紡絲工藝參數(shù)，實現(xiàn)對電子躍遷能級差和躍遷電子數(shù)的控制，從而得到具有不同發(fā)射光譜識別特征的光學纖維。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑭系元素電子躍遷型特征識別光學纖維的制備方法，其特征在于所述鑭系元素是指元素周期表中的鐠Pr、釹Nd、銪Eu、鏑Dy、釓Gd五種。3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鑭系元素電子躍遷型特征識別光學纖維的制備方法，其特征在于所述纖維各組份重量比例組合關(guān)系是指包括鑭系元素化合物、高分子材料和無機顏料在內(nèi)的纖維組份的組成，所述紡絲原料配方是指包括上述組成的纖維各組份的配比關(guān)系; 其按重量份計鑭系元素化合物含量為廣15份，高分子材料含量為85、9份，無機顏料含量為(Tl. 5份，偶聯(lián)劑含量為O. 02、. 05份，分散劑含量為O. 05...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：葛明橋，張技術(shù)，
申請(專利權(quán))人：江南大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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