[发明专利]基于铈、铕激活硅铝酸盐的发光材料及制备方法和应用

说明书

本发明涉及发光材料技术领域，公开了基于铈、铕激活硅铝酸盐的发光材料及制备方法和应用，该发光材料以Ca₈Mg₃Al₂Si₇O₂₈为基质，Ce³⁺和Eu²⁺稀土离子为激活剂，钠盐为电荷补偿剂，在不同的掺杂浓度、激发波长和温度下具有可调发光颜色的特征；该发光材料的化学组成式为：Ca_8‑2x‑yCe_xNa_xEu_yMg₃Al₂Si₇O₂₈，式中x为Ce³⁺的掺杂浓度，其数值范围为0x≤0.09，y为Eu²⁺的掺杂浓度，其数值范围为0y≤0.09。本发明发光材料具有发光亮度较强、发光寿命较短、发光颜色可调和发光对温度响应灵敏的特征，达到了快响应和高灵敏的光学测温效果。

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，特别涉及基于铈、铕激活硅铝酸 盐的发光材料及制备方法和应用。

背景技术

常规测温方法主要基于材料的体积、电阻和磁性等特性与温度的 关系来指示温度的变化，存在灵敏度较低和响应时间较长的问题。光 学测温技术利用发光材料的荧光特性并结合了图像处理技术，具有非 接触、灵敏度较高和响应较快的优势，涉及化工生产(冶金、炼煤和 酸碱生产等)、科研生活(催化和微电子学研究等)和医学诊断(细 胞内热传感和癌症治疗等)等领域的应用。在我国，温度传感器已占 总传感器市场份额的14％左右，其市场份额在2021年会突破280亿 元，并预测在2023年增长到360亿元。非接触式光学测温在医疗、 公共卫生和其他电子消费市场备受青眯，因此光学测温是测温领域重 要的发展方向，除了测温技术运用上需要不断完善外，在新型测温材 料探索上也必须有所发展。

目前，无机光学测温材料大多选择具有d-d跃迁的过渡金属，如 Mn²⁺和Cr³⁺等，或者f-f跃迁的稀土离子，如Pr³⁺和Sm³⁺等作为激活 离子，其发光量子效率和发光寿命有待进一步探索。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于铈、铕激活硅铝酸盐的发光材料， 以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益 的选择或创造条件。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

一种基于铈、铕激活硅铝酸盐的发光材料，所述发光材料以 Ca₈Mg₃Al₂Si₇O₂₈为基质，Ce³⁺和Eu²⁺稀土离子为激活剂，钠盐为电荷 补偿剂，在不同的掺杂浓度、激发波长和温度下具有可调发光颜色的 特征；该发光材料的化学组成式为：Ca_8-2x-yCe_xNa_xEu_yMg₃Al₂Si₇O₂₈， 式中x为Ce³⁺的掺杂浓度，其数值范围为0x≤0.09，y为Eu²⁺的掺杂浓度，其数值范围为0y≤0.09。

优选地，所述在不同的掺杂浓度、激发波长和温度下具有可调发 光颜色的特征，具体为：

当所述x的数值由大变小和所述y的数值由小变大时，所述发光 材料的发光颜色从蓝色变成绿黄色；

当所述激发波长从300nm到480nm变化时，所述发光材料的发 光颜色从蓝色变成绿黄色；

当所述x和y的数值以及激发波长分别为定值时，随着温度从低 温到高温变化时，所述发光材料的发光颜色从绿黄色变成天蓝色。