[发明专利]用于荧光温度探针的透明玻璃陶瓷材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种用于荧光温度探针的透明玻璃陶瓷材料及其制备方法，所述透明玻璃陶瓷材料为氧化物玻璃基体中含有均匀分布的掺杂了Yb³⁺和Er³⁺的NaZnPO₄晶体，所述氧化物玻璃基体组成中至少包括了Na₂O、ZnO、P₂O₅、B₂O₃和Sb₂O₃。所述透明玻璃陶瓷材料的制备原料中，各氧化物比例的优选值分别为：19～23mol％的Na₂O；36～44mol％的ZnO；26～32mol％的P₂O₅；8～10mol％的B₂O₃；0.9～1.1mol％的Sb₂O₃；外加占上述氧化物总量0.5～1.5mol％的Yb₂O₃和0.02～0.08mol％的Er₂O₃。本发明公开的透明玻璃陶瓷材料是一种既有宽范围的测温区、同时保证足够的温度反应灵敏度的用于荧光温度探针的新型材料。

技术领域

本发明属于固体发光材料领域，具体涉及一种用于荧光温度探针的透明玻璃陶瓷材料。

背景技术

目前，温度测量方法主要分为接触式和非接触式测温法。接触式测温利用热交换来实现热平衡条件，这种测量方式需要与待测物体进行直接接触，因此会受到很大的限制，而非接触式测温则可以在一些特殊环境中替代传统接触式测温，完成接触式测温难以完成的测量工作。

近年来出现了一种新颖的非接触式测温技术——荧光温度探测技术，该技术采用发光材料作为温度探针，通过测量材料的荧光性质随温度的变化来进行温度探测。这种荧光温度探测技术的关键点就是作为温度探针的荧光材料，一般而言，这种荧光材料必须具有两个以上的荧光发射峰，且不同发射峰的强度对温度有不同的反应；另外，不同发射峰之间还要有一定的波长间隔，以便甄别信号。目前公开的作为温度探针的荧光材料，其发光强度随温度变化的灵敏度还不够高，或者测温区范围不够宽。如中国专利CN106634988A公开了一种用于荧光温度探针的纳米晶材料，在980nm激光激发下，该纳米晶材料分别表现出Er³⁺离子和Tm³⁺离子在650nm和800nm处的单谱带发光，随着温度从60℃逐渐增至200℃，Er³⁺离子位于650nm处的荧光强度不变，而T_m³⁺离子位于800nm处的荧光强度逐渐增加，其灵敏度为1.73％K^-1，测温区范围仅为60～200℃。

发明内容

本发明的目的是针对现有荧光材料测温区范围窄或者温度反应灵敏度不够高等不足，提供一种既有宽范围的测温区、同时保证足够的温度反应灵敏度、用于荧光温度探针的透明玻璃陶瓷材料及其制备方法。本发明提供的材料测温区范围达到30～480℃，灵敏度也达到了1～1.35％K^-1。