论文部分内容阅读
进入21世纪以来,世界各国加大了新材料乃至先进材料的研发力度。2011年6月24日美国总统奥巴马提出了材料基因组计划,通过整合材料计算、高通量实验和数据库,全面提高先进材料从发现到应用的速度,降低成本。该计划提出了材料研发的新模式,标志着先进材料的研发过程进入了一个崭新的阶段。本文从高通量实验方面入手,利用组合材料芯片技术快速合成发光材料样品,用改造后的荧光光谱仪对发光材料样品进行自动测试。再通过计算机软件对测试得到的数据进行处理,快速获得发光材料的成分、性能信息,以实验通量的大幅度提高带来研究效率的根本转变。本文从两方面对发光材料组合试样库的自动测试分析系统进行了研究开发。第一方面利用自动化的控制技术实现对发光材料性能测试过程的自动控制,通过单片机控制步进电机运转带动X-Y二维移动平台的移动来测试基板上的试样,并记录测试得到的数据结果,实现了整个测试过程由人工操作界面控制和利用荧光光谱仪自动测试发光材料组合试样库中试样,即实现了对发光材料组合试样库的快速测试。第二方面开发了调用MATLAB软件的图像处理技术,通过将测得的实验数据进行可视化的处理,使得测试结果直观地展现出来。由此,本论文研究实现了快速测试试样以及对测试数据进行快速处理分析和筛选的目的。最后通过四个具体实例验证了本系统的可行性。三个实例中二元掺杂Y1.995-x-yLaxLuyCe0.005SiO5组合试样库优化结果为:在x≈0.04,y≈0.18时,即材料组成为Y1.775La0.04Lu0.18Ce0.005SiO5时的试样发光强度最高。掺杂Sb和Bi后对YAG:Tb的优化结果为:在x≈0.015-0.04,y≈0.1-0.2时,材料组成为Y3（0.92-x-y）Bi3xSb3yTb0.24Al5O12时的试样的发光强度最高。参杂Mn和Eu后对SrMgAl10O17:Eu2+的优化结果为:x≈0.1,y≈0.5时,Sr1-xEuxMg2（1-y）Mn2yAl14O24的发光强度高。三元碱土-氯磷酸盐发光材料的优化结果为:在组分含量比Ca:Ba:Sr≈0.20.4:0.60.8:0.20.4时所配置的发光材料发光性能较好。