[发明专利]一种用于温度传感的高灵敏度荧光粉材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种用于温度传感的高灵敏度荧光粉材料，该荧光粉材料的分子式为：Y_{4.67(1‑x‑y)}Yb_4.67xHo_4.67ySi₃O₁₃，其中，9％≤x≤11％，0.9％≤y≤1.2％；另外，本发明还提供一种用于温度传感的高灵敏度荧光粉材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一，准确称取初始原料Y₂O₃，SiO₂，Yb₂O₃和Ho₂O₃，以及助熔剂Li₂CO₃于玛瑙研钵中，加入污水乙醇后研磨，混合均匀；步骤二，将研磨后的混合物置于5ml刚玉坩埚中，并于加热炉中灼烧，灼烧结束后待加热炉冷却后取出坩埚，研磨得到粉末状产物，即为荧光粉材料。

技术领域

本发明涉及一种用于温度传感的高灵敏度荧光粉材料及其制备方法，属于材料制备技术领域。

背景技术

温度，作为最重要的物理量之一，在科学、工业、军事等众多领域是必须精确测量的参数。各种各样的温度传感器也被广泛应用在日常生活、计量学、气体力学、大气和海事方面以及化学、医学、生物学和军事技术等领域。随着能源、信息和生物医学等领域的高速发展，对温度探测的速度和精度提出了更高更复杂的要求，例如亚微米乃至纳米尺度的温度测量、生物体内细胞的温度探测等。传统的温度探测传感材料基于液体或金属的热胀冷缩原理进行工作，这种温度传感器必须接触待测材料本体，此要求严重限制了其应用范围。例如，在探测细胞内的温度、煤矿内及具有腐蚀环境的温度中，传统的测温方式显得无能为力。为此，近年来，非接触性探温方法开始逐渐出现并备受亲睐。其中，基于稀土离子掺杂的上转换发光材料在这方面受到了广泛的研究。它依靠发光离子不同发射峰的强度比值随温度的变化关系可以精确的反应出周围环境的温度。遗憾的是，目前开发的该类发光材料在探测灵敏度上还有待于提高，本发明正是在这种背景下提出的。

上转换发光材料是一种可以将近红外光转换成可见光的发光材料，通常包括激活剂、敏化剂和基质，Er³⁺、Tm³⁺等离子具有丰富的能级，且部分能级寿命较长，是目前研究较多的上转换材料的激活剂，Er³⁺、Tm³⁺离子为激活剂的上转换材料通常采用镱离子Yb³⁺为敏化剂，对于上转换材料中的基质，具有高效发光的荧光粉一般以声子能量小的氟化物为基质，如NaYF₄，是目前上转换发光效率最高的基质材料，掺杂Yb³⁺-Er³⁺等各类离子对后合成上转换发光材料，如NaYF₄:Er³⁺-Yb³⁺；但氟化物本身的物理化学性质很不稳定，且对于氧气的表面接触很敏感，容易受到污染变质而影响后续的发光性能；此外，氟化物材料在制备的过程中使用的氟源有很强的腐蚀性和挥发性，易造成造成环境污染。

与氟化物相比，氧化物基质材料具有高的物理化学稳定性，制作工艺简便，易合成，且制备过程中无污染物产生，如SrWO₄、BaMoO₄等，但目前开发的该类发光材料，如BaMoO₄:Er³⁺-Yb³、SrWO₄:Er³⁺-Yb³⁺等，探温灵敏度相比于NaYF₄:Er³⁺-Yb³⁺较低，且材料发光颜色也较少。

因此，研制一种探温灵敏度高的上转换发光材料，且合成工艺简单环保，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供了一种用于温度传感的高灵敏度荧光粉材料及其制备方法。