[发明专利]一种铜掺杂铝酸镁可调谐发光材料的制备方法

说明书

本发明公开一种铜掺杂铝酸镁可调谐发光材料的制备方法，属于发光材料制备技术领域。本发明采用改进的溶胶‑凝胶制备工艺——溶胶‑凝胶微区络合法，以Mg(NO₃)₂·6H₂O、Cu(NO₃)₂·3H₂O、Al(NO₃)₃·9H₂O和C₂H₂O₄·2H₂O为原料制备湿凝胶，湿凝胶经干燥、煅烧、球磨、制坯、成型、高温烧结，即可制备出尖晶石型的铜掺杂铝酸镁可调谐发光材料。本发明所述方法制备的铜掺杂铝酸镁可调谐发光材料在紫外光（280nm）激发条件下，470nm（蓝光区）和720nm（红光区）发射峰强度可通过铜的掺杂量来调节；本征铝酸镁发光主要在红光区，而铜掺杂铝酸镁可适当增强470nm并适当削弱720nm发射峰强度，使得两个峰强度接近，实现了蓝光和红光的调谐。因此，尖晶石型铜掺杂铝酸镁陶瓷材料是制备可见光波段可调谐固体激光器件的新型潜在材料。

技术领域

本发明涉及一种铜掺杂铝酸镁可调谐发光材料及其改进的制备方法，属于发光材料制备技术领域。

背景技术

铝酸镁陶瓷具有良好的物理性能和化学性能，如化学稳定性好，耐磨、耐腐蚀、热膨胀系数小，绝缘性能好的晶体材料，同时具有良好的力学性能，热振稳定性以及抗渣性能等。可应用于耐火材料、光学材料、催化剂和湿敏传感器等领域。

在铝酸镁陶瓷制备方法中，溶胶-凝胶法是比较常见的制备方法。传统的溶胶凝胶法是将有机或无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶、干燥，热处理等工艺程序而制备铝酸镁的一种方法。该法的原料一般是纯金属和醇或者是金属醇盐，两者溶胶-凝胶化反应过程的相同点是基于金属醇盐的水解，要实现该步骤，须在反应体系中引入去离子水，因此加水速度的控制对溶胶凝-胶化过程以及形成粉体的粒径有着至关重要的影响，并最终影响铝酸镁陶瓷的性能。除此之外，这种方法还有以下缺点：原材料价格昂贵，制备流程复杂，溶胶-凝胶化过程以及粉体粒径难以有效控制，大量有机物或其他金属盐阴离子（如Cl^-）的存在使得湿凝胶在干燥、煅烧阶段难以完全去除等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铜掺杂铝酸镁可调谐发光材料的制备方法，该材料以Mg(NO₃)₂·6H₂O、Cu(NO₃)₂·3H₂O、Al(NO₃)₃·9H₂O和C₂H₂O₄·2H₂O为原料，采用溶胶凝胶微区络合法制备湿凝胶，湿凝胶经干燥、煅烧、球磨、制坯、成型、高温烧结，即可得到Cu_yMg_1-yAl₂O₄（0.1% ≤ y ≤ 1.0%）可调谐发光材料；本发明制备的铜掺杂铝酸镁可调谐发光材料可调谐发光材料在紫外光（280nm）激发条件下，470nm（蓝光区）和720nm（红光区）发射峰强度可通过铜的掺杂量来调节；本征铝酸镁发光主要在红光区，而铜掺杂铝酸镁可适当增强470nm并适当削弱720nm发射峰强度，使得两个峰强度接近，实现了蓝光和红光的调谐；因此，尖晶石型铜掺杂铝酸镁陶瓷材料是制备可见光波段可调谐固体激光器件的新型潜在材料。

本发明所述铜掺杂铝酸镁可调谐发光材料的制备方法，具体包括以下步骤：