[发明专利]一种高灵敏度荧光测温材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高灵敏度荧光测温材料及其制备方法，该材料的化学式为：(Er_xSr_1‑x)₂CeO₄，其中稀土离子Er³⁺的掺杂量x的范围为0.1mol％≤x≤2.0mol％；本发明利用Er³⁺在紫外光激发下产生的下转换发光现象，将其掺入到Sr₂CeO₄中，并引入Ag⁺作为结构稳定和电荷补偿剂，采用以柠檬酸为络合剂的溶胶凝胶法快速制备得到纯相粉体。本发明材料的发光强度高，性能稳定，采用紫外光(250～350nm)照射，利用Er³⁺发出较强的绿光(位于545～550nm)，根据其发光强度随环境温度的变化来测定，可达0.5～0.7％/K，具有很高的灵敏度，且生产周期可控，操作简单，能耗小，成本低。

技术领域

本发明属于发光材料应用技术领域，具体涉及一种高灵敏度荧光测温材料及其制备方法。

背景技术

光子学的发展使发光材料的研究有了长足的发展。研究者关注的主要问题之一是蓝光荧光粉体、屏幕材料、RGB白色发光器件和光电器件。商用绿色和红色荧光粉广泛使用稀土(RE³⁺)发光材料。其中，在20世纪90年代，Sr₂CeO₄被认为是高效蓝色荧光粉体用基质材料。

1998年Danielson第一次报道了Sr₂CeO₄，它突出表现为在蓝光区域有较强发射，并且在高能量辐射下也具有很高的稳定性。之后的研究表明，这种材料在阴极射线和X射线激发下也可以呈现出强烈的光致发光，从而扩展了其在光子器件中应用的可能性。

稀土离子Re³⁺掺杂Sr₂CeO₄的发光，具有较强的温度敏感性，多被用作环境温度的测温显示材料。然而，在制备稀土离子Re³⁺掺杂Sr₂CeO₄粉体时，传统的高温固相法、化学共沉淀法制备的粉体共存多种杂项，如SrO，SrCO₃，SrCeO₃，Ce₂Sr₂O₅等，难以得到纯相，且发光强度普遍不高，导致制得的测温材料灵敏度不高，对材料的性能影响较大，且操作复杂，煅烧温度高，煅烧时间较长，能耗较大。

发明内容

本发明的目的是提供一种高灵敏度荧光测温材料，粉体纯度高，发光强度高，灵敏度高。

本发明的另一目的是提供由上述高灵敏度荧光测温材料的制备方法，工艺简单，生产周期短，利于工业化生产。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种高灵敏度荧光测温材料，其化学式为：(Er_xSr_1-x)₂CeO₄，其中稀土离子Er³⁺的掺杂量x的范围为0.1mol％≤x≤2.0mol％

本发明还提供上述高灵敏度荧光测温材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按化学通式(Er_xSr_1-x)₂CeO₄中各元素的化学计量比，精确称取含有Sr²⁺的化合物、含有Ce³⁺的化合物、含有Er³⁺的化合物，配制成包含Sr²⁺、Ce³⁺、Er³⁺的混合盐溶液A，其中，0.1mol％≤x≤2.0mol％；向混合盐溶液A加入含有Ag⁺的化合物，Ag⁺与Er³⁺的摩尔比为1:1，于30～50℃下加热搅拌，得到混合盐溶液B；