JP3421736B2 - 機械的外力による発光方法 - Google Patents
機械的外力による発光方法Info
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- JP3421736B2 JP3421736B2 JP35262499A JP35262499A JP3421736B2 JP 3421736 B2 JP3421736 B2 JP 3421736B2 JP 35262499 A JP35262499 A JP 35262499A JP 35262499 A JP35262499 A JP 35262499A JP 3421736 B2 JP3421736 B2 JP 3421736B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機械的な外力を加
えることによって発光させる新規な発光方法に関するも
のである。
えることによって発光させる新規な発光方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、物質が外部からの刺激を与えられ
ることによって、室温等の低温度で可視光や可視域付近
の光を発する現象は、いわゆる蛍光現象としてよく知ら
れている。このような蛍光現象を生じる物質、すなわち
蛍光体は、蛍光ランプなどの照明灯や、ＣＲＴ（Ｃａｔ
ｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）いわゆるブラウン管など
のディスプレイとして使用されている。この蛍光現象を
生じさせる外部からの刺激は、ほとんど、紫外線、電子
線、Ｘ線、放射線、電界、化学反応などによって与えら
れるもので、これまで、機械的な外力等の刺激によって
発光する材料の数は非常に限られている。
ることによって、室温等の低温度で可視光や可視域付近
の光を発する現象は、いわゆる蛍光現象としてよく知ら
れている。このような蛍光現象を生じる物質、すなわち
蛍光体は、蛍光ランプなどの照明灯や、ＣＲＴ（Ｃａｔ
ｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）いわゆるブラウン管など
のディスプレイとして使用されている。この蛍光現象を
生じさせる外部からの刺激は、ほとんど、紫外線、電子
線、Ｘ線、放射線、電界、化学反応などによって与えら
れるもので、これまで、機械的な外力等の刺激によって
発光する材料の数は非常に限られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、摩擦
力、せん断力、衝撃力、圧力などの機械的な外力を加え
ることによって効率的に発光させる方法を提供すること
にある。
力、せん断力、衝撃力、圧力などの機械的な外力を加え
ることによって効率的に発光させる方法を提供すること
にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、機械的な
外力を加えることによって発光させる新規な方法を開発
すべく鋭意研究を重ねた結果、特定のケイ酸塩の母体材
料に特定の希土類金属や遷移金属を発光中心として含有
させたものに機械的な外力を加えると発光することを見
出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
外力を加えることによって発光させる新規な方法を開発
すべく鋭意研究を重ねた結果、特定のケイ酸塩の母体材
料に特定の希土類金属や遷移金属を発光中心として含有
させたものに機械的な外力を加えると発光することを見
出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００５】すなわち、本発明は、Ｙ2ＳｉＯ5、ＢａＳ
ｉ2Ｏ5及びＢａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8の中から選ばれた少なく
とも１種の複合酸化物からなる母体材料に、機械的エネ
ルギーによって励起された電子が基底状態に戻る際に発
光する第一イオン化エネルギー８ｅＶ以下の希土類金属
及び遷移金属の中から選ばれた少なくとも１種の金属を
発光中心として導入してなる発光材料に機械的な外力を
加えて発光させることを特徴とする発光方法を提供する
ものである。
ｉ2Ｏ5及びＢａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8の中から選ばれた少なく
とも１種の複合酸化物からなる母体材料に、機械的エネ
ルギーによって励起された電子が基底状態に戻る際に発
光する第一イオン化エネルギー８ｅＶ以下の希土類金属
及び遷移金属の中から選ばれた少なくとも１種の金属を
発光中心として導入してなる発光材料に機械的な外力を
加えて発光させることを特徴とする発光方法を提供する
ものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明方法に用いる発光材料は、
機械的な外力を加えることによって発光する新規な機能
材料であって、特定の複合酸化物の母体材料に発光中心
を導入して構成される。
機械的な外力を加えることによって発光する新規な機能
材料であって、特定の複合酸化物の母体材料に発光中心
を導入して構成される。
【０００７】この発光材料においては、母体材料とし
て、Ｙ2ＳｉＯ5、ＢａＳｉ2Ｏ5及びＢａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8
の中から選ばれた少なくとも１種の複合酸化物が用いら
れる。
て、Ｙ2ＳｉＯ5、ＢａＳｉ2Ｏ5及びＢａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8
の中から選ばれた少なくとも１種の複合酸化物が用いら
れる。
【０００８】このような母体材料に発光中心として導入
される希土類金属や遷移金属は、発光強度を飛躍的に向
上させるためのものであり、機械的エネルギーによって
励起された電子が基底状態に戻る際に発光するものであ
って、第一イオン化エネルギーが８ｅＶ以下、好ましく
は６ｅＶ以下のものが用いられる。
される希土類金属や遷移金属は、発光強度を飛躍的に向
上させるためのものであり、機械的エネルギーによって
励起された電子が基底状態に戻る際に発光するものであ
って、第一イオン化エネルギーが８ｅＶ以下、好ましく
は６ｅＶ以下のものが用いられる。
【０００９】すなわち、この希土類金属や遷移金属は、
不安定な３ｄ、４ｄ、５ｄ又は４ｆ電子殻を有するもの
であって、希土類金属としては、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどが、遷移金属と
しては、例えばＴｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗなどがあ
る。不安定な３ｄ電子殻を有する遷移金属の中で好まし
いのは、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕなど
であり、不安定な４ｄ電子殻をもつ遷移金属の中で好ま
しいのは、Ｎｂ、Ｍｏであり、不安定な５ｄ電子殻をも
つ遷移金属の中で好ましいのは、Ｔａ、Ｗである。他
方、不安定な４ｆ電子殻をもつ希土類金属の中で好まし
いのは、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、
Ｔｂ、Ｄｙなどである。
不安定な３ｄ、４ｄ、５ｄ又は４ｆ電子殻を有するもの
であって、希土類金属としては、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどが、遷移金属と
しては、例えばＴｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗなどがあ
る。不安定な３ｄ電子殻を有する遷移金属の中で好まし
いのは、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕなど
であり、不安定な４ｄ電子殻をもつ遷移金属の中で好ま
しいのは、Ｎｂ、Ｍｏであり、不安定な５ｄ電子殻をも
つ遷移金属の中で好ましいのは、Ｔａ、Ｗである。他
方、不安定な４ｆ電子殻をもつ希土類金属の中で好まし
いのは、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、
Ｔｂ、Ｄｙなどである。
【００１０】これらの希土類金属や遷移金属は、母体材
料に応じて１種又は２種以上を適宜選択し、発光中心の
中心イオンとして、母体材料中に導入される。母体材料
に発光中心を導入すると、発光強度を飛躍的に向上させ
ることができ、母体材料と発光中心との組合せによって
発光強度は変化する。母体材料の種類によって最適発光
中心は異なる。例えば、母体材料がＹ2ＳｉＯ5の場合に
はＥｕとＣｅが有効であり、ＢａＳｉ2Ｏ5の場合にはＰ
ｂが有効であり、Ｂａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8の場合にはＥｕが
有効である。
料に応じて１種又は２種以上を適宜選択し、発光中心の
中心イオンとして、母体材料中に導入される。母体材料
に発光中心を導入すると、発光強度を飛躍的に向上させ
ることができ、母体材料と発光中心との組合せによって
発光強度は変化する。母体材料の種類によって最適発光
中心は異なる。例えば、母体材料がＹ2ＳｉＯ5の場合に
はＥｕとＣｅが有効であり、ＢａＳｉ2Ｏ5の場合にはＰ
ｂが有効であり、Ｂａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8の場合にはＥｕが
有効である。
【００１１】本発明方法で用いる発光材料の製造に際し
発光中心となる金属としては例えば希土類金属や遷移金
属、これらの化合物などが用いられ、希土類金属や遷移
金属の化合物としては、例えば酸化物、硝酸塩などが挙
げられる。また、原料として母体材料を形成しうる化合
物を用いる場合、該原料化合物としては、酸化物例えば
酸化イットリウム、酸化ケイ素、酸化バリウム、酸化マ
グネシウムなどや、炭酸塩例えば炭酸バリウム、炭酸マ
グネシウムなどや、ハロゲン化物例えば塩化ケイ素、塩
化イットリウム、塩化マグネシウムなどや、有機ケイ素
化合物例えばテトラエトキシシリコンのようなアルコキ
シ置換化合物などが挙げられる。また、本発明方法で用
いる発光材料の製造に際し、このような原料化合物は、
ゾルゲル法や共沈法などによって調製することもでき
る。例えば共沈法としては、所定母体材料形成に所要の
原料化合物を組み合わせ、これらの粉末を適当な溶媒に
溶解して溶液を調製したのち、ｐＨ調整等の適当な手段
で共沈させる方法などが用いられる。
発光中心となる金属としては例えば希土類金属や遷移金
属、これらの化合物などが用いられ、希土類金属や遷移
金属の化合物としては、例えば酸化物、硝酸塩などが挙
げられる。また、原料として母体材料を形成しうる化合
物を用いる場合、該原料化合物としては、酸化物例えば
酸化イットリウム、酸化ケイ素、酸化バリウム、酸化マ
グネシウムなどや、炭酸塩例えば炭酸バリウム、炭酸マ
グネシウムなどや、ハロゲン化物例えば塩化ケイ素、塩
化イットリウム、塩化マグネシウムなどや、有機ケイ素
化合物例えばテトラエトキシシリコンのようなアルコキ
シ置換化合物などが挙げられる。また、本発明方法で用
いる発光材料の製造に際し、このような原料化合物は、
ゾルゲル法や共沈法などによって調製することもでき
る。例えば共沈法としては、所定母体材料形成に所要の
原料化合物を組み合わせ、これらの粉末を適当な溶媒に
溶解して溶液を調製したのち、ｐＨ調整等の適当な手段
で共沈させる方法などが用いられる。
【００１２】発光中心となる材料の添加量は０．０１〜
２０モル％の範囲で選ばれる。この添加量が０．０１モ
ル％に満たない場合には、発光強度の向上が不十分であ
り、一方、２０モル％を超えると発光効率が低下して実
用に適さない。
２０モル％の範囲で選ばれる。この添加量が０．０１モ
ル％に満たない場合には、発光強度の向上が不十分であ
り、一方、２０モル％を超えると発光効率が低下して実
用に適さない。
【００１３】本発明方法で用いる発光材料を効率よく製
造するには、例えば、まず、前記母体材料の粉末に対
し、不安定な３ｄ、４ｄ、５ｄ又は４ｆ電子殻を有し、
第一イオン化エネルギーが８ｅＶ以下の希土類金属及び
遷移金属の中から選ばれた少なくとも１種の金属の酸化
物の粉末を、金属原子換算で０．０２〜１．０モル％の
割合で添加し、十分に混合する。この希土類金属や遷移
金属の酸化物粉末の添加量が上記範囲を逸脱すると十分
な発光効率が得られにくくなる。
造するには、例えば、まず、前記母体材料の粉末に対
し、不安定な３ｄ、４ｄ、５ｄ又は４ｆ電子殻を有し、
第一イオン化エネルギーが８ｅＶ以下の希土類金属及び
遷移金属の中から選ばれた少なくとも１種の金属の酸化
物の粉末を、金属原子換算で０．０２〜１．０モル％の
割合で添加し、十分に混合する。この希土類金属や遷移
金属の酸化物粉末の添加量が上記範囲を逸脱すると十分
な発光効率が得られにくくなる。
【００１４】次に、この混合粉末を、窒素ガスやアルゴ
ンガス中、あるいは真空中などの不活性雰囲気中、９０
０〜１１００℃の範囲の温度まで徐々に昇温して仮焼
し、この仮焼粉末を所望形状に加圧成形したのち、これ
を水素ガス中などの還元雰囲気中、１２００〜１６００
℃の範囲の温度にて、３０〜４００分間程度焼成する
か、あるいは該混合粉末を水素ガス中などの還元雰囲気
中、１２００〜１６００℃の範囲の温度にて、３０〜４
００分間程度焼成することにより、所望の発光材料が得
られる。
ンガス中、あるいは真空中などの不活性雰囲気中、９０
０〜１１００℃の範囲の温度まで徐々に昇温して仮焼
し、この仮焼粉末を所望形状に加圧成形したのち、これ
を水素ガス中などの還元雰囲気中、１２００〜１６００
℃の範囲の温度にて、３０〜４００分間程度焼成する
か、あるいは該混合粉末を水素ガス中などの還元雰囲気
中、１２００〜１６００℃の範囲の温度にて、３０〜４
００分間程度焼成することにより、所望の発光材料が得
られる。
【００１５】本発明方法においては、機械的な外力、例
えば摩擦力、せん断力、衝撃力、圧力などを加えること
によって発光させる。この発光強度は、励起源となる機
械的な作用力の性質に依存するが、一般的には加えた機
械的な作用力が大きいほど高くなる傾向がある。したが
って、発光強度を測定することによって、発光材料に加
えられている機械的な作用力を知ることができる。これ
によって、材料にかかる応力状態を無接触で検出できる
ようになり、応力状態の可視化することも可能であるた
め、応力検出器その他の広い分野での応用が期待でき
る。
えば摩擦力、せん断力、衝撃力、圧力などを加えること
によって発光させる。この発光強度は、励起源となる機
械的な作用力の性質に依存するが、一般的には加えた機
械的な作用力が大きいほど高くなる傾向がある。したが
って、発光強度を測定することによって、発光材料に加
えられている機械的な作用力を知ることができる。これ
によって、材料にかかる応力状態を無接触で検出できる
ようになり、応力状態の可視化することも可能であるた
め、応力検出器その他の広い分野での応用が期待でき
る。
【００１６】本発明方法においては発光材料の塗膜を耐
熱性基材の表面に設け、積層材料として用いることがで
きる。この塗膜は、所定母体材料を形成しうる化合物、
例えば硝酸塩やハロゲン化物やアルコキシ化合物などを
溶剤に溶解して調製した塗布液を耐熱性基材の表面に塗
布したのち、焼成することにより形成される。この耐熱
性基材については特に制限はなく、例えば石英、シリコ
ン、グラファイト、石英ガラスやバイコールガラス等の
耐熱ガラス、アルミナや窒化ケイ素や炭化ケイ素やケイ
化モリブデン等のセラミックス、ステンレス鋼のような
耐熱鋼やニッケル、クロム、チタン、モリブデン等の耐
熱性金属又は耐熱性合金、サーメット、セメント、コン
クリートなどが用いられる。
熱性基材の表面に設け、積層材料として用いることがで
きる。この塗膜は、所定母体材料を形成しうる化合物、
例えば硝酸塩やハロゲン化物やアルコキシ化合物などを
溶剤に溶解して調製した塗布液を耐熱性基材の表面に塗
布したのち、焼成することにより形成される。この耐熱
性基材については特に制限はなく、例えば石英、シリコ
ン、グラファイト、石英ガラスやバイコールガラス等の
耐熱ガラス、アルミナや窒化ケイ素や炭化ケイ素やケイ
化モリブデン等のセラミックス、ステンレス鋼のような
耐熱鋼やニッケル、クロム、チタン、モリブデン等の耐
熱性金属又は耐熱性合金、サーメット、セメント、コン
クリートなどが用いられる。
【００１７】
【実施例】次に、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。
明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定され
るものではない。
【００１８】実施例１
母体材料としてＹ2ＳｉＯ5を用い、これに、発光中心と
なるＥｕを酸化ユウロピウムの形で５モル％の割合で添
加したのち、還元雰囲気中、１５００℃で４時間焼成
し、次いで得られた焼結体を粉砕することによって発光
材料を粉末として作製した。この粉末をエポキシ樹脂
〔Ｓｔｒｕｅｒｓ社製、スペシフィックス−４０（商品
名）〕１００重量部に２０重量部の配合割合で埋め込
み、ペレット状にしてペレット状発光試料を作製した。
なるＥｕを酸化ユウロピウムの形で５モル％の割合で添
加したのち、還元雰囲気中、１５００℃で４時間焼成
し、次いで得られた焼結体を粉砕することによって発光
材料を粉末として作製した。この粉末をエポキシ樹脂
〔Ｓｔｒｕｅｒｓ社製、スペシフィックス−４０（商品
名）〕１００重量部に２０重量部の配合割合で埋め込
み、ペレット状にしてペレット状発光試料を作製した。
【００１９】このようにして得られたペレット状発光試
料について、次のとおり発光試験を行った。図１に、こ
のペレット状発光試料Ｙ2ＳｉＯ5：Ｅｕに、材料試験機
により１０００Ｎの機械的作用力を掛けた際の発光強度
の経時的変化をグラフで示す。この試料（Ｙ2ＳｉＯ5：
Ｅｕ）は、肉眼でも明確に確認できるほどの強い光を発
した。
料について、次のとおり発光試験を行った。図１に、こ
のペレット状発光試料Ｙ2ＳｉＯ5：Ｅｕに、材料試験機
により１０００Ｎの機械的作用力を掛けた際の発光強度
の経時的変化をグラフで示す。この試料（Ｙ2ＳｉＯ5：
Ｅｕ）は、肉眼でも明確に確認できるほどの強い光を発
した。
【００２０】また、図２に、この試料（Ｙ2ＳｉＯ5：Ｅ
ｕ）の発光強度の応力依存性を調べた結果をグラフで示
す。この結果によれば、発光強度は応力に依存し、荷重
が増加するに連れて発光強度も増加した。これより、発
光強度を測定することにより応力の大きさを評価できる
ことが分かった。なお、他の所定母体材料を用いたペレ
ット状試料でも図１及び図２と同様な結果が得られた。
ｕ）の発光強度の応力依存性を調べた結果をグラフで示
す。この結果によれば、発光強度は応力に依存し、荷重
が増加するに連れて発光強度も増加した。これより、発
光強度を測定することにより応力の大きさを評価できる
ことが分かった。なお、他の所定母体材料を用いたペレ
ット状試料でも図１及び図２と同様な結果が得られた。
【００２１】実施例２
積層膜試料（Ｙ2ＳｉＯ5：Ｅｕ／石英）を以下のように
調製した。すなわち、硝酸イットリウム、硝酸ユウロピ
ウム、テトラエトキシシリコンをジエチレングリコール
モノエチルエーテルとアセチルアセトンの混合溶媒に溶
解・混合し、Ｙ1.95ＳｉＯ5：Ｅｕ0.05濃度が１ｍｏｌ
％になるように塗布液を調製したのち、これをスピンコ
ーティング法で石英基板上に塗布し、酸化雰囲気中にお
いて、１０００℃で１時間焼成するものである。この積
層膜試料の発光測定は膜材料の表面に直径３ｍｍのステ
ンレス球で、荷重５００ｇ、速度４ｍ／ｍｉｎで摩擦力
を加えながら行った。図３に、この積層膜試料に摩擦力
を掛けた際の摩擦発光強度の経時的変化を示す。この積
層膜試料（Ｙ2ＳｉＯ5：Ｅｕ／石英）は肉眼でも明確に
識別できるほど強い光を発した。
調製した。すなわち、硝酸イットリウム、硝酸ユウロピ
ウム、テトラエトキシシリコンをジエチレングリコール
モノエチルエーテルとアセチルアセトンの混合溶媒に溶
解・混合し、Ｙ1.95ＳｉＯ5：Ｅｕ0.05濃度が１ｍｏｌ
％になるように塗布液を調製したのち、これをスピンコ
ーティング法で石英基板上に塗布し、酸化雰囲気中にお
いて、１０００℃で１時間焼成するものである。この積
層膜試料の発光測定は膜材料の表面に直径３ｍｍのステ
ンレス球で、荷重５００ｇ、速度４ｍ／ｍｉｎで摩擦力
を加えながら行った。図３に、この積層膜試料に摩擦力
を掛けた際の摩擦発光強度の経時的変化を示す。この積
層膜試料（Ｙ2ＳｉＯ5：Ｅｕ／石英）は肉眼でも明確に
識別できるほど強い光を発した。
【００２２】実施例３、４
硝酸ユウロピウムの代わりに、硝酸サマリウム及び硝酸
セリウムをそれぞれ用いた以外は実施例２と同様な方法
で、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｓｍ／石英とＹ2ＳｉＯ5：Ｃｅ／石英
をそれぞれ作製し、実施例１のＹ2ＳｉＯ5：Ｅｕ／石英
と摩擦発光強度を比較したところ、図４に示すように、
Ｙ2ＳｉＯ5：Ｅｕ／石英の発光強度は最も高いことが分
かった。なお、他の所定発光材料の積層膜試料について
も図３および図４と同様な結果が得られた。
セリウムをそれぞれ用いた以外は実施例２と同様な方法
で、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｓｍ／石英とＹ2ＳｉＯ5：Ｃｅ／石英
をそれぞれ作製し、実施例１のＹ2ＳｉＯ5：Ｅｕ／石英
と摩擦発光強度を比較したところ、図４に示すように、
Ｙ2ＳｉＯ5：Ｅｕ／石英の発光強度は最も高いことが分
かった。なお、他の所定発光材料の積層膜試料について
も図３および図４と同様な結果が得られた。
【００２３】実施例５、６
母体材料としてＹ2ＳｉＯ5に代えてＢａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8
及びＢａＳｉ2Ｏ5をそれぞれ用いた以外は実施例１と同
様にして発光材料のＢａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ及びＢａ
Ｓｉ2Ｏ5：Ｅｕをそれぞれ粉末として作製した。これら
各粉末を用い実施例１と同様にしてペレット状発光試料
をそれぞれ作製した。このようにして得られた各ペレッ
ト状発光試料について、次のとおり発光試験を行った。
各ペレット状発光試料に、材料試験機により１５００Ｎ
の機械的作用力を掛けた際の発光強度を調べた。図５
に、母体材料にＢａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8を用いた場合のペレ
ット状発光試料について、上記発光試験における発光強
度の経時的変化をグラフで示す。この発光強度の平均値
は４０００であった。この試料は、肉眼でも明確に確認
できるほどの極めて強い光を発した。また、母体材料に
ＢａＳｉ2Ｏ5を用いた場合のペレット状発光試料につい
て、上記発光試験における発光強度の平均値を求めたと
ころ、２０であった。
及びＢａＳｉ2Ｏ5をそれぞれ用いた以外は実施例１と同
様にして発光材料のＢａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：Ｅｕ及びＢａ
Ｓｉ2Ｏ5：Ｅｕをそれぞれ粉末として作製した。これら
各粉末を用い実施例１と同様にしてペレット状発光試料
をそれぞれ作製した。このようにして得られた各ペレッ
ト状発光試料について、次のとおり発光試験を行った。
各ペレット状発光試料に、材料試験機により１５００Ｎ
の機械的作用力を掛けた際の発光強度を調べた。図５
に、母体材料にＢａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8を用いた場合のペレ
ット状発光試料について、上記発光試験における発光強
度の経時的変化をグラフで示す。この発光強度の平均値
は４０００であった。この試料は、肉眼でも明確に確認
できるほどの極めて強い光を発した。また、母体材料に
ＢａＳｉ2Ｏ5を用いた場合のペレット状発光試料につい
て、上記発光試験における発光強度の平均値を求めたと
ころ、２０であった。
【００２４】
【発明の効果】本発明によると、発光材料は、摩擦力、
せん断力、衝撃力、圧力などの機械的な外力によって効
率的に発光させることができ、また機械的な外力をそれ
が作用する材料自体の発光により直接光に変化すること
ができる新規な機能材料であり、まったく新しい光素子
としての利用の可能性や、種々の制御プロセスなどの広
い応用が期待できる。
せん断力、衝撃力、圧力などの機械的な外力によって効
率的に発光させることができ、また機械的な外力をそれ
が作用する材料自体の発光により直接光に変化すること
ができる新規な機能材料であり、まったく新しい光素子
としての利用の可能性や、種々の制御プロセスなどの広
い応用が期待できる。
【図１】 ペレット状発光試料（Ｙ2ＳｉＯ5：Ｅｕ）に
機械的作用力を加えた場合の発光強度の経時的変化を示
すグラフ。
機械的作用力を加えた場合の発光強度の経時的変化を示
すグラフ。
【図２】 ペレット状発光試料（Ｙ2ＳｉＯ5：Ｅｕ）の
発光強度の応力依存性を示すグラフ。
発光強度の応力依存性を示すグラフ。
【図３】 積層膜試料（Ｙ2ＳｉＯ5：Ｅｕ／石英）に機
械的摩擦力を加えた場合の摩擦発光強度の経時的変化を
示すグラフ。
械的摩擦力を加えた場合の摩擦発光強度の経時的変化を
示すグラフ。
【図４】 積層膜試料（Ｙ2ＳｉＯ5：Ｅｕ／石英、Ｙ2
ＳｉＯ5：Ｓｍ／石英、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅ／石英）に機
械的摩擦力を加えた場合の発光強度を示す棒グラフ。
ＳｉＯ5：Ｓｍ／石英、Ｙ2ＳｉＯ5：Ｃｅ／石英）に機
械的摩擦力を加えた場合の発光強度を示す棒グラフ。
【図５】 ペレット状発光試料（Ｂａ3ＭｇＳｉ2Ｏ8：
Ｅｕ）に機械的作用力を加えた場合の発光強度の経時的
変化を示すグラフ。
Ｅｕ）に機械的作用力を加えた場合の発光強度の経時的
変化を示すグラフ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 劉 芸
佐賀県鳥栖市宿町字野々下807番地１
工業技術院九州工業技術研究所内
(56)参考文献 特開 昭64−6087（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−172459（ＪＰ，Ａ)
特開 昭48−46582（ＪＰ，Ａ)
特開 昭51−74990（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−38484（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C09K 11/00 - 11/89
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｙ2ＳｉＯ5、ＢａＳｉ2Ｏ5及びＢａ3Ｍ
ｇＳｉ2Ｏ8の中から選ばれた少なくとも１種の複合酸化
物からなる母体材料に、機械的エネルギーによって励起
された電子が基底状態に戻る際に発光する第一イオン化
エネルギー８ｅＶ以下の希土類金属及び遷移金属の中か
ら選ばれた少なくとも１種の金属を発光中心として導入
してなる発光材料に機械的な外力を加えて発光させるこ
とを特徴とする発光方法。 - 【請求項２】 希土類金属がＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、
Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ及びＤｙの中から選ばれた少な
くとも１種である請求項１記載の発光方法。 - 【請求項３】 遷移金属がＶ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ及びＷの中から選ば
れた少なくとも１種である請求項１又は２記載の発光方
法。 - 【請求項４】 発光材料の塗膜を耐熱性基材の表面に設
けて発光させる請求項１ないし３のいずれかに記載の発
光方法。
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|---|---|---|---|
| JP35262499A JP3421736B2 (ja) | 1999-03-04 | 1999-12-13 | 機械的外力による発光方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11-57219 | 1999-03-04 | ||
| JP5721999 | 1999-03-04 | ||
| JP35262499A JP3421736B2 (ja) | 1999-03-04 | 1999-12-13 | 機械的外力による発光方法 |
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| JP2000313878A JP2000313878A (ja) | 2000-11-14 |
| JP3421736B2 true JP3421736B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=26398236
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP35262499A Expired - Lifetime JP3421736B2 (ja) | 1999-03-04 | 1999-12-13 | 機械的外力による発光方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
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-
1999
- 1999-12-13 JP JP35262499A patent/JP3421736B2/ja not_active Expired - Lifetime
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