[发明专利]一种高效上转换发射荧光体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于红外光激发高效上转换发射锌酸盐荧光体及其制备方法，属于发光材料技术领域。

背景技术

激光防伪（激光全息防伪技术）是近年来在国内外受到普遍关注的一项现代化激光应用技术成果，它以深奥的全息成像原理及色彩斑斓的闪光效果而受到消费者的喜爱。与紫外光防伪相比较，激光防伪可靠性更高，因而，激光防伪标识可广泛应用于轻工、医药、食品、化妆品、电子行业的名优商标、有价证券、机要证卡及豪华工艺品等方面。同时，与目前广泛应用的紫外光激发的防伪材料相比，红外防伪材料较少，不易仿制，因而备受青睐。

迄今为止，人们已在各种基质材料中实现了上转换发光，如氟化物玻璃、氟氧化物玻璃、及荧光粉等。众所周知，六方相NaYF₄是目前已研究的上转换材料中上转换效率最高的基质材料。但是，其合成条件需要较高的温度并且需要特殊的保护措施，这样对企业生产来讲无疑大大增加了生产成本，另外也造成了环境污染。与之相比，氧化物具有制备简单，稳定等优点，因此氧化物作为上转换材料更具有一定的优越性。所以，本发明提供了亮度高的稀土离子激活的锌酸盐上转换荧光体，其制备方法简单而安全环保，且荧光体上转换强度较高，因此具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种在红外光激发下，具有化学性质稳定、上转换发光亮度高优点的锌酸盐荧光体及其制备方法，该种荧光体不仅可用作显示、激光防伪材料，也用作红外探测材料。

本发明解决问题的技术方案是：提供了一种高效上转换发射荧光体，其化学表达式为M₅Ln_8(1-x-y)Zn₄O₂₁:Re_8x,Yb_8y

其中，M=Ca，Ba，Sr；Ln=Gd，Y，La；Re=Er，Ho，Tm，其中，0.008≤8x≤1.6，0.008﹤8y≤1.6。

通过高温固相合成方法，合成M₅Ln_8(1-x-y)Zn₄O₂₁:Re_8x,Yb_8y型化合物，其中，掺杂离子占据M₅Ln₈Zn₄O₂₁基质化合物的Ln位。

激活离子可采用Er，Ho，Tm与Yb离子进行双掺杂。Er，Ho离子掺杂浓度（本发明中所指掺杂浓度均为掺杂离子占全部Ln位离子的摩尔比）范围优选为0.08~1.6；Tm离子掺杂浓度范围优选为0.008~0.4；Yb离子优选掺杂浓度为0.56。

激活离子Er，Ho，Tm与Yb的最优掺杂浓度分别为0.24，0.16，0.04和0.56，即在上述优化掺杂浓度下，荧光体的上转换发光强度最大。

根据上述优选方案，本发明一优选荧光体的化学表达式为M₅Ln_7.44－8xZn₄O₂₁:Re_8x,Yb_0.56，其中，Re=Er，Ho，0.08≤8x≤1.6，进一步优选所述荧光体的化学表达式为M₅Ln_7.2Zn₄O₂₁:Er_0.24,Yb_0.56或M₅Ln_7.28Zn₄O₂₁:Ho_0.16,Yb_0.56；另一优选的荧光体的化学表达式为M₅Ln_7.44－8xZn₄O₂₁:Re_8x,Yb_0.56，其中，Re=Tm，0.008≤8x≤0.4，进一步所述荧光体的化学表达式为M₅Ln_7.4Zn₄O₂₁:Tm_0.04,Yb_0.56。

本发明的另一目的是提供一种上述高效上转换发射荧光体的制备方法。

一种上述高效上转换发射荧光体的制备方法，本发明所采用的制备方法为固相反应法，制备方法包括称量、研磨、烧结三个步骤；