[发明专利]一种稀土掺杂的多激发光源光学测温型荧光粉及制备方法

说明书

本发明公开了一种稀土掺杂的多激发光源光学测温型荧光粉，由下列摩尔百分比的材料制备而成：CsX：30～50mol％；BiX₃：20～30mol％；ErX₃：5～25mol％；X为Cl、Br、I、F元素中的一种或几种。原料混合置于玛瑙研钵内滴入去离子水研磨，烘干后研磨至粉末，置于加热炉升温、保温、降温至室温即得。本发明荧光粉体在三种近红外光源激发下，样品均具有两个特征的可见光发射峰，在不同的激发光源下在宽温度范围内的高灵敏度、高精确性和高热稳定可重复性的光学测温材料。

技术领域

本发明属于光学温度传感材料制备技术领域，具体涉及一种稀土掺杂的多激发光源光学测温型荧光粉及制备方法。

背景技术

温度是所有自然科学中最基本的物理量，温度探测已经成为科学研究中不可缺少的一部分，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。目前大部分的光学测温研究都集中在单激发波长测温上，这使得测温结果会因为材料的部分测温范围不够灵敏而使得测温结果产生较大偏差。

因此，为了解决上述问题，本文提出一种稀土掺杂的多激发光源光学测温型荧光粉及制备方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明设计了一种稀土掺杂的多激发光源光学测温型荧光粉及制备方法，该荧光粉能被三种近红外光(808nm、980nm、1550nm)有效激发出不同波段的可见光发射，且温度对于不同波段的可见光发射强度及其之间的比值有着很大的影响，经测试在303K至573K内该比值对温度高度敏感。

为了达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：一种稀土掺杂的多激发光源光学测温型荧光粉，其特征在于，由下列摩尔百分比的材料制备而成：

CsX：30～50mol％；

BiX₃：20～30mol％；

ErX₃：5～25mol％；

其中，X为Cl、Br、I、F元素中的一种或几种。

本发明的另一目的在于提供一种稀土掺杂的多激发光源光学测温型荧光粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

按比例称量CsX、BiX₃、ErX₃原料后混合，混合粉末置于玛瑙研钵内后滴入去离子水或无水乙醇后研磨20～60min，研磨后的浆状流体放入90～100℃干燥箱烘干20～30min，取出后继续研磨至物料为粉末状，研磨后的混合物置于刚玉坩埚中，,然后置于加热炉中以5℃/min的速率升温，在300～700℃下保温1～5h后，自然降温至室温后取出坩埚，研磨得到粉末状产物，即为荧光粉材料。

进一步的，所述的CsX、BiX₃、ErX₃原料纯度均为99.99％。