[发明专利]一种荧光材料及其制备方法和用于测量温度的方法

权利要求书

1.一种荧光材料，其特征是：它的化学式为Nd_0.02Gd_0.98TaO₄，可视为在具有单斜晶相结构，即空间群为I2/a的GdTaO₄材料中将其Gd³⁺离子总数中的2％替换成Nd³⁺离子。

2.根据权利要求1所述的一种荧光材料，其特征是，它的制备方法包括以下步骤：

(1)将Nd₂O₃、Gd₂O₃和Ta₂O₅原料按照摩尔比为1:49:50的比例进行配比混合溶解在硝酸中形成硝酸盐混合溶液；

(2)再将配制好的硝酸盐混合溶液和氨水同时缓慢滴入pH值为9.5的氨水溶液中形成絮状沉淀物，不断搅拌，并检测沉淀物溶液的pH值，调整硝酸盐混合溶液和氨水滴速，使沉淀物溶液pH值为8–10；该过程中所使用的氨水的总量应满足使硝酸盐混合溶液中的Nd³⁺、Gd³⁺和Ta⁵⁺离子完全沉淀；

(3)硝酸盐混合溶液全部滴完后，持续搅拌沉淀物溶液1小时，然后利用转速为5000–30000转/分钟的离心机将沉淀物从溶液中分离出来，用去离子水清洗沉淀物，重复操作多次，在分离的滤液中加入Al³⁺离子后无白色沉淀产生为止；

(4)将沉淀物放置于烘箱中，温度120℃，经24小时烘干，再将烘干的沉淀物放置于高温炉中，温度1150℃，经24小时煅烧得到荧光材料成品。

3.根据权利要求1所述的一种荧光材料，其特征是，它用于测量温度的方法是，用波长为532nm的绿光照射化学式为Nd_0.02Gd_0.98TaO₄荧光材料，利用化学式为Nd_0.02Gd_0.98TaO₄荧光材料中Nd³⁺离子⁴F_3/2能级的两个热耦合子能级向⁴I_9/2能级的能量最高的子能级跃迁的荧光强度比值与温度的关系，以及利用Nd³⁺离子⁴F_3/2能级的能量最低子能级向⁴I_9/2能级的能量最高子能级跃迁的荧光峰峰位能量与温度的线性关系，进行非接触式光学测量，温度的测量范围为40–600K。

4.根据权利要求3所述的一种荧光材料，其特征是：利用化学式为Nd_0.02Gd_0.98TaO₄荧光材料中Nd³⁺离子⁴F_3/2能级的两个热耦合子能级向⁴I_9/2能级的能量最高子能级跃迁的荧光强度比值确定初始环境温度，再利用Nd³⁺离子⁴F_3/2能级的能量最低子能级向⁴I_9/2能级的能量最高子能级跃迁的荧光峰峰位能量与温度的线性关系快速确定环境温度的变化量。

5.根据权利要求3所述的一种荧光材料，其特征是：利用化学式为Nd_0.02Gd_0.98TaO₄荧光材料中Nd³⁺离子⁴F_3/2能级的两个热耦合子能级向⁴I_9/2能级的能量最高子能级跃迁的荧光强度比值，以及Nd³⁺离子⁴F_3/2能级的能量最低子能级向⁴I_9/2能级的能量最高子能级跃迁的荧光峰峰位能量与温度的线性关系测量温度。