量子点环氧树脂复合材料的荧光强度—应力应变响应研究

发布时间：2017-04-01 08:10

  本文关键词：量子点环氧树脂复合材料的荧光强度—应力应变响应研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：应力应变是衡量结构健康的重要参数,对结构的应力应变进行实时在线监测是确保机械设备安全运行的重要方法。量子点的荧光特征在应力应变作用下会产生显著变化,因此近年来基于量子点的应力应变检测技术受到了极大关注。本文以量子点环氧树脂复合材料为主要研究对象,首先对材料的荧光漂移影响因素进行了系统考察,然后总结了荧光强度-应力应变变化规律,分析了作用机理,最后基于溶液蒸发法实现了量子点的有序自组装,为实现基于量子点荧光响应的应力应变监测奠定了基础。论文研究主要取得以下结果：(1)考察了量子点环氧树脂的荧光强度随温度、量子点浓度、激发光强度等多种因素漂移的规律,为解决量子点稳定性问题提供了理论指导。(2)考察了量子点环氧树脂复合材料标准试样及敷在金属表面成膜时的荧光强度-应力应变响应关系,获得了荧光强度与应力应变的四种变化规律,建立了一种可以实现结构表面应变无线、多点、实时检测的新方法。(3)对荧光强度-应力应变响应机理进行了研究,发现应变产生的量子点浓度改变及团聚效应是影响荧光强度随应变变化关系的主要原因,消除量子点团聚效应可实现变化规律的单一化。(4)利用溶液诱导蒸发技术实现了量子点的同心圆环有序自组装,相对于量子点在环氧树脂的无序掺杂,这更有利于实现基于量子点荧光响应的结构应力应变检测。
【关键词】：量子点 荧光漂移 环氧树脂复合材料 荧光强度 应力应变检测
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ323.5;TB33
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-30
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 应力应变检测技术11-13
• 1.2.1 电测法11
• 1.2.2 光栅法11-12
• 1.2.3 光测法12-13
• 1.3 稀土发光材料应力应变检测技术13-18
• 1.3.1 力致发光材料简介13-14
• 1.3.2 稀土力致发光材料的应力应变显示14-15
• 1.3.3 稀土力致发光材料的扭矩检测15-16
• 1.3.4 稀土力致发光材料的裂纹检测16-18
• 1.4 荧光量子点的光学性质18-24
• 1.4.1 量子点的基本概念18-19
• 1.4.2 量子点的光致发光机理19-21
• 1.4.3 量子点的光活化21-22
• 1.4.4 量子点的应用现状22-24
• 1.5 量子点发光材料力学研究现状24-28
• 1.5.1 不同形状量子点的应力荧光响应特征24-25
• 1.5.2 基于四足状量子点的应力应变计25-26
• 1.5.3 量子点的低应力荧光响应26-28
• 1.6 研究目的及研究内容28-30
• 1.6.1 本文研究目的28
• 1.6.2 本文研究内容28-30
• 第2章 实验设备与表征方法30-36
• 2.1 前言30
• 2.2 试剂、试样及表征手段30-33
• 2.2.1 实验试剂及药品30-31
• 2.2.2 实验试样的选用31
• 2.2.3 实验表征设备及测试仪器31-33
• 2.3 实验用量子点的合成33-34
• 2.3.1 CdSe量子点的合成33-34
• 2.3.2 CdSe@ZnS核壳量子点的制备34
• 2.4 荧光-应力应变检测系统34-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第3章 量子点环氧树脂复合材料的光活化与荧光响应的研究36-55
• 3.1 前言36
• 3.2 量子点环氧树脂复合材料的制备36-38
• 3.2.1 量子点基体的选择36-37
• 3.2.2 量子点环氧树脂复合材料的制备工艺37-38
• 3.3 量子点环氧树脂复合材料的力学性质研究38-43
• 3.3.1 固化剂添加比例对复合材料力学性质的影响39-40
• 3.3.2 固化温度对复合材料力学性质的影响40-42
• 3.3.3 量子点环氧树脂复合材料力学性质测试42-43
• 3.4 量子点环氧树脂聚合物荧光漂移现象的研究43-49
• 3.4.1 温度对荧光漂移的影响43-46
• 3.4.2 浓度及激发光强度对荧光漂移的影响46-47
• 3.4.3 环境介质对量子点荧光漂移的影响47-49
• 3.5 量子点环氧树脂聚合物的荧光强度与应力应变关系的考察49-54
• 3.5.1 复合材料量子点浓度与荧光强度关系的研究49-51
• 3.5.2 荧光信号与拉伸应变的关系考察51
• 3.5.3 荧光信号与压缩应变的关系考察51-53
• 3.5.4 循环拉伸载荷下复合材料荧光信号变化考察53-54
• 3.6 本章小结54-55
• 第4章 基于量子点荧光响应的金属应力应变检测55-72
• 4.1 前言55-56
• 4.2 量子点环氧树脂复合材料薄膜的制备56-57
• 4.2.1 旋涂法制备复合材料薄膜56
• 4.2.2 压片法制备复合材料薄膜56-57
• 4.3 基于量子点环氧树脂聚合物荧光响应的金属应力应变检测57-61
• 4.3.1 单次加载荧光强度响应57-59
• 4.3.2 循环加载荧光强度响应59-61
• 4.4 荧光强度-应力应变关系机理分析61-67
• 4.4.1 量子点尺寸因素的影响62-64
• 4.4.2 量子点环氧树脂复合材料的TEM表征64-66
• 4.4.3 荧光漂移及材料力学性能的影响66-67
• 4.5 基于蒸发诱导的量子点自组装67-70
• 4.5.1 液滴蒸发诱导现象概述67-68
• 4.5.2 量子点的自组装68-70
• 4.6 本章小结70-72
• 第5章 总结与展望72-75
• 5.1 本文主要内容与全文总结72-73
• 5.2 创新点73
• 5.3 工作展望73-75
• 参考文献75-82
• 致谢82-83
• 硕士学位期间获得的成果83

【参考文献】

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本文编号：280289