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包括发光磷光体颗粒的冷加工金属制品、其形成方法及其验证方法

包括发光磷光体颗粒的冷加工金属制品、其形成方法及其验证方法

本发明提供了冷加工金属制品、形成冷加工金属制品的方法和验证冷加工金属制品的方法。在一个实施方案中,冷加工金属制品包括限定孔的冷加工的含金属表面。所述冷加工的含金属表面包括设置在所述孔内的发光磷光体颗粒。所述发光磷光体颗粒包含主体晶格材料和至少一种包括吸收离子和不同于所述吸收离子的发射离子的活性离子。所述发光磷光体颗粒比所述冷加工的含金属表面更硬。

在各种实施方案中并如上面提到的,冷加工金属制品20、120可以是有价值的制品或期望验证的其它制品。例如,在实施方案中,冷加工金属制品20、120选自硬币、代币、筹码或奖章。在具体的实施方案中,在图1和图2的实施方案中描述的冷加工金属制品20可适用于流通硬币。另外,在图1和图2的实施方案中描述的包含发射小于或等于约1100nm的发光磷光体颗粒18的冷加工金属制品20可适用于游戏代币、流通硬币或可能会在娱乐或租借设备中重复使用的其它制品。在图3和图4的实施方案中描述的冷加工金属制品120可适用于包含高价值的材料的纪念币或硬币(如银币、金币或铀币)。在其它实施方案中,冷加工金属制品20、120可以制造在购买时期望验证为真品的原始制品。

因为在金属基底I2上形成涂层14之后对中间制品16进行冷加工,所以发光磷光体颗粒18比所得的冷加工金属制品的冷加工的含金属表面更硬,以使得发光磷光体颗粒18在冷加工期间可以抵抗粉碎。在图1所示的实施方案中,所得的冷加工金属制品的表面是复合涂层14的表面,并且发光磷光体颗粒18比复合涂层14的含金属材料更硬。通常采用莫氏硬度表并基于1-10的顺序尺度比较不同材料的硬度。由于金属硬度的差异大,宽范围的矿物类颗粒基本上更硬并且是用于并入的潜在候选者。各种金属基于莫氏硬度表的硬度值的实例是:金2.5,银2.5,铜2.5-3,铁4,镍4,钢4-4.5,铂4-4.5。因此,在实施方案中,发光磷光体颗粒18具有大于4.5,例如至少6,或例如约6•5至约9.5的莫氏硬度。此外,因为发光磷光体颗粒18被设置在所得的冷加工金属制品的冷加工的含金属表面中的孔中,并且因为所得的冷加工金属制品的表面上的材料可以部分回流覆盖在孔中的发光磷光体颗粒18上,其中仅一部分的发光磷光体颗粒18被暴露,合适的发光磷光体颗粒18可以包括提供足够强的吸收和发射以能够实现在暴露于来自激发光源的光时的检测的那些。强吸收提供了优点,因为更多的基于稀土的发光磷光体在吸收方面较弱,导致能够被检测到的可见光或IR发射转变(emittingtransition)的量不足。提供足够强的吸收和发射的发光磷光体颗粒18还能够使磷光体载量最小化,从而保留在不含发光磷光体材料下获得的含金属材料的物理特性和外观。例如,在实施方案中,发光磷光体颗粒18可以以基于复合涂层14的总重量的至少约〇.〇5重量%,例如约0.1至约2重量%,或例如约0.05至约1重量%的量存在于复合涂层14中。发光磷光体颗粒18的量通常还与颗粒的尺寸相关。

如上所述,该实施方案的发光磷光体颗粒18以小于或等于约1100nm的波长(例如,约400nm至约1100nm的峰值发射)并且以大于约l10〇nm的波长发射辐射。这样的发光磷光体颗粒I8是理想的,因为小于或等于约1100nm的发射可以采用硅检测器检测,这相对于其它检测设备而言是相对成本有效的。可以在点销售设备(如贩卖机、娱乐设备或换币机)中使用硅检测器进行验证。同时,该实施方案的发光磷光体颗粒18还适用于其中期望来自发光磷光体颗粒18的大于1100nm的波长的发射(例如,大于11〇〇nm的峰值发射)的各种其它应用,因为更大数量的主体晶格材料和活性离子的组合是可用的,其满足本文所描述的其它物理特性参数,从而能够利用更隐蔽的化学特征。在小于或等于约1100nm和大于约1100nm的波长下的发射的组合使得大量的独特信号组合可以通过改变铬吸收离子、第一发射离子和第二发射离子的相对量以及通过改变石榴石主体晶格材料、第一发射离子和第二发射离子的类型来实现,其中不同的组合能够控制红外发射和UV发射之比。

在具体的实施方案中,合适的发光磷光体颗粒IS的实例包括含有铒作为吸收离子和铥作为发射离子的氧硫化物主体晶格材料;含有铬作为吸收离子和一种或多种下列发射离子:铒、铥、或钬的YGG、YAG和GGG主体晶格材料;以及不含另外的吸收离子和一种或多种下列发射离子:铒,铥,或钬的YIG主体晶格材料。对于各种应用而言,以小于或等于约11〇〇nm的波长(例如,具有约400mn至约1100nm的峰值发射)发射辐射的发光磷光体颗粒18是理想的,因为小于或等于约1100nm的发射可以用硅检测器检测到,其相对于其它检测设备而言是相对成本有效的。可以在点销售设备(如贩卖机、娱乐设备或换币机)中使用硅检测器进行验证。以小于或等于约1100nm发射的发光磷光体颗粒18的实例包括包含石榴石作为主体晶格材料与铬作为吸收离子和钕或镱作为发射离子的那些。具有小于或等于约1100nm的峰值发射的发光磷光体颗粒18的具体实例包括以下:含有铬作为吸收离子和镱作为发射离子的YAG和YGG。

发光磷光体颗粒18分散在含金属材料中,这避免了发光磷光体颗粒18穿过所得的冷加工金属制品的整个体相的不必要的并入(inclusion),同时将发光憐光体颗粒18提供至所得的冷加工金属制品中的所需深度并且处于其表面处,在此可以通过如下文进一步详细描述的将冷加工金属制品暴露于通过激发光源产生的光来检测发光磷光体颗粒18。复合涂层14可以以在冷加工之前的至少约10微米,例如约10至约50微米,或例如约10至约25微米的厚度形成,其中发光磷光体颗粒18分散在整个复合涂层14中。复合涂层14的这样的厚度实现了冷加工金属制品随时间推移并且甚至在其中复合涂层14可能经受显著磨损的条件下,例如在其中冷加工金属制品是硬币或代币(token)的情况下的验证。特别是,随着发光磷光体颗粒18被分散在整个复合涂层14中,一部分发光磷光体颗粒18在冷加工之后保持被包埋在复合涂层14内。复合涂层14的腐蚀导致预埋的发光磷光体颗粒18的暴露,从而使暴露的发光磷光体颗粒18在验证期间被激发。

在另一实施方案中,验证冷加工金属制品的方法包括提供所述冷加工金属制品,所述冷加工金属制品包括包含孔的冷加工的含金属表面。发光磷光体颗粒被设置在所述孔内并且所述发光磷光体颗粒包括主体晶格材料和至少一种包括吸收离子和不同于所述吸收离子的发射离子的活性离子。所述发光磷光体颗粒比所述冷加工的含金属表面更硬。将所述冷加工金属制品暴露于由激发光源产生的光。所述激发光源产生具有足以激发所述发光磷光体颗粒的强度的光。采用检测器检测所述发光磷光体颗粒在所述冷加工金属制品中的存在。

技术领域

技术领域总体上涉及包括验证特征体(feature)的冷加工金属制品,以及形成和验证所述冷加工金属制品的方法。更具体地,本发明涉及包括发光磷光体颗粒的冷加工金属制品,以及形成和验证包括所述发光磷光体颗粒的所述冷加工金属制品的方法。

欢迎阅读本文章: 洪毓

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