CN112979161A - 一种基于光致变色效应的钨磷酸盐玻璃制备方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于光致变色效应的钨磷酸盐玻璃制备方法及其应用，属于指纹采集和识别技术领域。采用常规熔融淬火法制备了钨磷酸盐玻璃。然后，将熔化的钨酸盐玻璃倒在黄铜模具上，冷却到室温。接下来，用420℃退火5小时，以消除热应变。得到钨磷酸盐玻璃。该钨磷酸盐玻璃是一种光致变色材料，经光照后玻璃的颜色从黄色变为蓝色。钨磷酸盐玻璃的光致变色现象与汗液和油脂有关，手指在钨磷酸盐玻璃表面按压留下汗潜指纹后，激光照射会使得玻璃表面的汗潜指纹以蓝色明显指纹的形式显现出来，从而实现指纹采集和识别。基于光致变色现象的指纹采集和识别具有指纹识别具有方便、稳定性好、保存时间长和准确度高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于光致变色效应的钨磷酸盐玻璃制备方法及其应用，属于指纹采集和识别技术领域。
背景技术
自古以来，指纹脊纹的纹样对于每个人都是独特的，并且在人的一生中都是不可改变的，因此指纹被广泛地用作个人身份存储、识别或确认的直接生物特征信息。现今，储存及识别指纹仍被视为法医调查、制作身份证明文件、某些特别地区/建筑物的通道管制及出入境管制的有力工具。人的手和脚的表皮上有一些隆起的脊。当手指接触到物体表面时，手指的汗液和油性物质会形成手指纹路，可视为潜在的指纹。每个人的指纹都具有唯一性、遗传性和不变性，通过指纹的采集可以快速准确地获得身份识别。目前指纹采集技术已成功应用于金融、电信、交通、教育、医药等领域，在防范恐怖活动、维护国家安全和社会稳定、提高工作效率等方面发挥着关键作用。目前，指纹原始图像的采集一般有直接按压的光学录入，利用光的反射来获取指纹图像；此外还有电容式传感器指纹采集、温度传感获取、芯片录入、超声波录入和电磁波指纹采集等方法。光学指纹采集装置是最早也是最流行的一种设备，但由于光路的限制，通常会造成严重的光学畸变。此外，由于老化造成的光学指纹采集器存在一些缺陷，影响了成像质量。硅芯片指纹采集技术作为第二代指纹采集技术，也存在耐久性差、环境适应性差等缺点。因此，迫切需要开发一种简单方法来快速准确地获取和存储潜在指纹。
发明内容
本发明的目的是针对现有光学技术采集和识别指纹稳定性和准确性的不足，采用具有光致变色效应的钨磷酸盐玻璃材料实现指纹的采集和识别，当手指在钨磷酸盐玻璃表面按压留下汗潜指纹后，激光照射会使得钨磷酸盐玻璃表面的汗潜指纹以蓝色明显指纹的形式显现出来，从而进行指纹采集和识别。与以往的指纹采集和识别技术相比，基于光致变色现象的指纹采集和识别具有方便、稳定性好、保存时间长和准确度高等优点。本发明通过以下技术方案实现。
一种基于光致变色效应的钨磷酸盐玻璃指纹采集和识别材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一：称取WO349％-51％,NaH2PO438％-42％,BaF27％-10％,Sb2O30％-2％,Na2CO30.5％-2％,将原料均匀地混合在玛瑙研钵中；
步骤二：采用常规熔融淬火法，在1050℃-1100℃的空气中熔化一个小时，制备得到了未消除热效应力的钨磷酸盐玻璃；
步骤三：将熔化的未消除热效应力的钨磷酸盐玻璃倒在黄铜模具上，冷却到20℃-30℃；
步骤四：将步骤三中冷却后的钨磷酸盐玻璃用400℃-420℃退火5小时，以消除热应变；得到钨磷酸盐玻璃；
进一步的，所述步骤一中原料份量比例为：WO351％,NaH2PO442％,BaF210％,Sb2O32％,Na2CO32％；
进一步的，所述步骤一中原料份量比例为：WO349％,NaH2PO438％,BaF27％,Sb2O30％,Na2CO30.5％；
进一步的，所述步骤一中原料份量比例为：WO350％,NaH2PO440％,BaF28％,Sb2O31％,Na2CO31％；
本发明的有益效果是：
(1)当手指在钨磷酸盐玻璃表面按压留下汗潜指纹后，激光照射会使得钨磷酸盐玻璃表面的汗潜指纹以蓝色明显指纹的形式显现出来；
(2)本发明所合成的钨磷酸盐玻璃材料具有优良的光致变色性质，具有方便、稳定性好、保存时间长和准确度高等优点；
(3)本发明制备工艺简单，成本低，有望实现产业化生产。
附图说明
图1是本发明实施例1所得的钨磷酸盐玻璃图片；
图2是本发明实施例2所得的钨磷酸盐玻璃图片；
图3是本发明实施例3所得的钨磷酸盐玻璃图片；
图4是本发明实例3所得的钨磷酸盐玻璃表面经过指纹按压和光照射后所呈现的指纹识别图像；
图5是本发明实例3所得的明显指纹在空气中放置一年之后所得的图片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
实施例1
该具有光致变色效应的钨磷酸盐玻璃，烧结温度为1050℃。
该具有光致变色效应的钨磷酸盐玻璃的制备方法，其具体步骤如下：
步骤一：称取WO351％,NaH2PO442％,BaF210％,Sb2O32％,Na2CO32％；将原料均匀地混合在玛瑙研钵中；
步骤二：采用常规熔融淬火法，在1050℃的空气中熔化一个小时，制备得到了未消除热效应力的钨磷酸盐玻璃；
步骤三：将熔化的未消除热效应力的钨磷酸盐玻璃倒在黄铜模具上，冷却到25℃；
步骤四：将步骤三中冷却后的钨磷酸盐玻璃用420℃退火5小时，以消除热应变；得到钨磷酸盐玻璃；
通过实施例1方法步骤制得深蓝色的钨磷酸盐玻璃，透明度较差，如图1所示。
实施例2
该具有光致变色效应的钨磷酸盐玻璃，烧结温度为1050℃。
该具有光致变色效应的钨磷酸盐玻璃的制备方法，其具体步骤如下：
步骤一：称取WO349％,NaH2PO438％,BaF27％,Sb2O30％,Na2CO30.5％；将原料均匀地混合在玛瑙研钵中；
步骤二：采用常规熔融淬火法，在1050℃的空气中熔化一个小时，制备得到了未消除热效应力的钨磷酸盐玻璃；
步骤三：将熔化的未消除热效应力的钨磷酸盐玻璃倒在黄铜模具上，冷却到25℃；
步骤四：将步骤三中冷却后的钨磷酸盐玻璃用420℃退火5小时，以消除热应变；得到钨磷酸盐玻璃；
通过实施例2方法步骤制得淡黄色的钨磷酸盐玻璃，透明度一般，如图2所示。
实施例3
该具有光致变色效应的钨磷酸盐玻璃，烧结温度为1050℃。
该具有光致变色效应的钨磷酸盐玻璃的制备方法，其具体步骤如下：
步骤一：称取WO350％,NaH2PO440％,BaF28％,Sb2O31％,Na2CO31％；将原料均匀地混合在玛瑙研钵中；
步骤二：采用常规熔融淬火法，在1050℃的空气中熔化一个小时，制备得到了未消除热效应力的钨磷酸盐玻璃；
步骤三：将熔化的未消除热效应力的钨磷酸盐玻璃倒在黄铜模具上，冷却到25℃；
步骤四：将步骤三中冷却后的钨磷酸盐玻璃用420℃退火5小时，以消除热应变；得到钨磷酸盐玻璃；
通过实施例3方法步骤制得淡黄色透明度最佳的钨磷酸盐玻璃，透明度一般，如图3所示。
本发明实施例1，2，3所得的钨磷酸盐玻璃,如图1、图2、图3所示，从图中可以看出实施例1钨磷酸盐玻璃为深蓝色不透明玻璃；实施例2，3为淡黄色透明玻璃，但是实施例2得到的淡黄色玻璃透明度一般，实施例3得到的淡黄色玻璃透明度最佳。
本发明图4是实施例3所得的在经过指纹按压和激光照射后的钨磷酸盐玻璃，由于钨磷酸盐玻璃的光致变色效应显示出明显的指纹；由图可见，指纹采集在钨磷酸盐玻璃上非常清晰；
本发明图5是本发明实施例3所得的明显指纹在空气中放置一年之后所得的图片，由图可见指纹依然清晰可辩；
本发明所得的钨磷酸盐玻璃，其中烧结温度为1050℃时得到的玻璃均为具有光致变色效应的玻璃，并且将根据光致变色现象显示出的指纹具有方便、稳定性好、保存时间长和准确度高的优点。说明具有光致变色特点的钨磷酸盐玻璃在指纹的识别和采集领域具有广泛的应用前景。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (5)
1.一种基于光致变色效应的钨磷酸盐玻璃指纹采集和识别材料，其特征在于，利用钨磷酸盐玻璃的光致变色效应实现指纹采集和识别。
2.根据权利要求1所述的一种基于光致变色效应的钨磷酸盐玻璃指纹采集和识别材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
步骤一：称取WO349％-51％,NaH2PO438％-42％,BaF27％-10％,Sb2O30％-2％,Na2CO30.5％-2％,将原料均匀地混合在玛瑙研钵中；
步骤二：采用常规熔融淬火法，在1050℃-1100℃的空气中熔化一个小时，制备得到了未消除热效应力的钨磷酸盐玻璃；
步骤三：将熔化的未消除热效应力的钨磷酸盐玻璃倒在黄铜模具上，冷却到20℃-30℃；
步骤四：将步骤三中冷却后的钨磷酸盐玻璃用400℃-420℃退火5小时，以消除热应变；得到钨磷酸盐玻璃。
3.根据权利要求2所述一种基于光致变色效应的钨磷酸盐玻璃指纹采集和识别材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中原料份量比例为：WO351％,NaH2PO442％,BaF210％,Sb2O32％,Na2CO32％。
4.根据权利要求2所述一种基于光致变色效应的钨磷酸盐玻璃指纹采集和识别材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中原料份量比例为：WO349％,NaH2PO438％,BaF27％,Sb2O30％,Na2CO30.5％。
5.根据权利要求2所述一种基于光致变色效应的钨磷酸盐玻璃指纹采集和识别材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中原料份量比例为：WO350％,NaH2PO440％,BaF28％,Sb2O31％,Na2CO31％。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210618 |