[发明专利]无铅铁电上转换荧光材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种无铅铁电上转换荧光材料，包括结构为ABO₃的钙钛矿无铅铁电陶瓷材料，其特征在于：该无铅铁电陶瓷材料的化学式为Na_0.5Bi_0.5-x-yYb_xTm_yTiO₃，其中，0.005≤x≤0.02；0.00005≤y≤0.001，通过在A位添加稀土元素敏化剂Yb³⁺以及稀土元素激活剂Tm³⁺取代Bi³⁺，进而实现缺陷基上转换发光。

2.根据权利要求1所述的无铅铁电上转换荧光材料，其特征在于所述的无铅铁电陶瓷材料的化学式为Na_0.5Bi_0.499-xYb_xTm_0.001TiO₃，其中，y＝0.001，所述无铅铁电陶瓷材料随着Yb含量x的改变，陶瓷上转换荧光颜色由淡绿色变成淡蓝色。

3.根据权利要求1所述的无铅铁电上转换荧光材料，其特征在于所述的无铅铁电陶瓷材料的化学式为Na_0.5Bi_0.48-yYb_0.02Tm_yTiO₃，其中，x＝0.02，所述无铅铁电陶瓷材料随着Tm含量y值的改变，陶瓷上转换荧光颜色由深绿色变为深蓝色。

4.根据权利要求1所述的无铅铁电上转换荧光材料，其特征在于所述的无铅铁电陶瓷材料的化学式为Na_0.5Bi_0.4796Yb_0.02Tm_0.0004TiO₃，其中，x＝0.02，y＝0.0004，所述无铅铁电陶瓷材料上转换荧光颜色接近白色。

5.一种无铅铁电上转换荧光材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)采用Bi₂O₃，Na₂CO₃，TiO₂，Tm₂O₃，Yb₂O₃为原料，按照化学式为Na_0.5Bi_0.5-x-yYb_xTm_yTiO₃的无铅铁电陶瓷材料中的Bi，Na，Yb，Tm，Ti化学计量比进行称重配料，其中，x的取值为0.005～0.02，y的取值为0.00005≤y≤0.001；然后放入球磨罐中球磨混合，然后球磨后的原料放入烘箱烘干，烘干后原料利用压片机在5～80MPa下压片，压完片后的生胚放入马弗炉中，在750～850℃下保温1～3个小时，合成Na_0.5Bi_0.5-x-yYb_xTm_yTiO₃胚体；

(2)将步骤(1)中所得的胚体碾碎，放入球磨罐中球磨5～10小时，球磨后放入烘箱烘干；

(3)将步骤(2)所得的烘干粉体加入质量溶度为3～5％的聚乙烯醇水溶液作粘结剂造粒，将造粒后的粉体在100～200MPa下压片成型；然后将胚体放入马弗炉中在600～700℃下保温0.5～3个小时分解粘结剂，然后在1050～1200℃下保温2～4小时，最终所得的陶瓷片就为Na_0.5Bi_0.5-x-yYb_xTm_yTiO₃无铅铁电上转换荧光陶瓷材料。

6.根据权利要求5所述的无铅铁电上转换荧光材料的制备方法，其特征在于所述步骤(1)球磨混合中原料体积：玛瑙球子体积：球磨介质无水乙醇的体积比为1：(1～1.2)：(1～1.5)。