[发明专利]一种复相钨钼酸盐上转换发光材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种复相钨钼酸盐上转换发光材料及其制备与应用，该发光材料包括的复相钨钼酸盐以及掺杂在的复相钨钼酸盐中的Er和Yb，制备时，将将含A化合物、含B化合物、含C化合物、含M化合物、含Er化合物以及含Yb化合物混合，依次经过研磨、预烧、研磨和烧结，即可制备得到。与现有单相材料相比，复相钨钼酸盐材料的上转换发光强度有很大的提高。并且复相上转换发光材料具有颜色可调性，光学温度传感性能，敏感度高，应用温区宽，较高的高温热稳定性和化学耐久性等优点，可以从低温83K到高温773K范围内多次重复使用，在光学温度传感器，三维彩色显示器，固态激光器，以及防伪标签领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及发光材料技术领域，具体涉及一种复相钨钼酸盐上转换发光材料及其制备方法与应用。

背景技术

自从1937年Nuebert提出了利用荧光损失与温度的关系进行测温的思想以来，光学温度传感就成为了人们研究的热点。约30年后，即1966年，F.E.Auzel发现稀土Er3+离子掺杂钨酸镱钠玻璃在红外光激发下能够发出可见光，并且引入Yb3+发光强度几乎提高了两个数量级，由此正式提出了“上转换发光”的概念。上转换发光材料是一种能够将长波长的光转换成短波长可见光的材料，因其违背了Stokes定律，被称为反Stokes定律发光材料。此外，在稀土离子丰富的能级结构中，有些能级可以构成热耦合能级，而利用热耦合能级辐射出的荧光可以实现荧光强度比技术(FIR)测温。众所周知，FIR技术具有对测量条件依赖较小，不受荧光损失、激发光源强度的波动，以及发光中心数量和分布等条件的限制等优点。因此其被认为是更具有潜在应用价值的测温技术。

一直以来，基于FIR技术的上转换光学温度传感性能的研究引起了人们广泛的研究，而不断优化温度传感性能是主要研究目标。这里的温度传感性能主要包括：温度传感灵敏度(S)，应用温区，发光强度，基质材料的物理化学稳定性等。理想的上转换发光材料可以在非常宽的温度范围内保持稳定的物理化学性能。并且在此温度范围内具有相对较高的上转换发光强度。一般来说，发光强度，发射峰位及形状主要受基质和稀土离子种类及浓度的影响。因此为了得到具有优异温度传感性能的上转换发光材料，需要找到合适的发光基质及稀土离子，并且对掺杂离子的浓度，种类以及制备工艺进行优化。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有颜色可调，优异的光学温度传感性能的复相钨钼酸盐上转换发光材料及其制备方法与应用。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种复相钨钼酸盐上转换发光材料，该发光材料包括的复相钨钼酸盐以及掺杂在的复相钨钼酸盐中的Er和Yb，所述复相钨钼酸盐中包括AC(MO₄)₂或B₂MO₄中的一种或两种，其中，A和B选自K，Na，Li或Rb中的一种或几种，C选自Y，Gd，Lu，Ga，Sc或Dy中的一种或几种，M选自W或Mo中的一种或两种。

钨钼酸盐材料由于自身的化学稳定性，相对低的声子能以及是典型的自激活荧光材料，被认为是上转换发光以及温度传感性能的优异基质材料。在稀土离子中，Er³⁺是使用最广的用于上转换研究的发光离子。但是鉴于其吸收截面较小，常常引入Yb³⁺作为敏化剂来达到增强上转换发光的目的。对于980nm的激发光源来说，Yb³⁺离子的吸收截面约为Er³⁺的10倍，其掺杂浓度可达到20％左右，可以非常有效地提高上转换发光效率。经实验验证，本发明的发光材料与单相材料相比，复相钨钼酸盐材料的上转换发光强度有很大的提高。并且复相上转换发光材料具有颜色可调性，光学温度传感性能，敏感度高，应用温区宽，较高的高温热稳定性和化学耐久性等优点，可以从低温83K到高温773K范围内多次重复使用。