[发明专利]高灵敏度与信号甄别度的光学测温材料及制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种高灵敏度与信号甄别度的光学测温材料及制备方法和应用，该光学测温材料具有以通式(I)表示的原子比组成：Sr₃La_(1‑x‑y)Na(PO₄)₃F:Tb_x，Eu_y(I)，其中，0.01≤x≤0.5，0.005≤y≤0.5，0.015≤x+y≤1，其采用高温固相法制备；该材料在紫外光有效激发下，Tb³⁺与Eu³⁺作为双发光中心同时发出各自的特征光谱，通过监测两个特征光谱，利用双发光中心的荧光强度比来标定温度。与现有技术相比，本发明的测温材料的信号甄别度大(545nm/700nm)，测温灵敏度高(相对测温灵敏度约为0.70％/K)，测温范围宽(303K‑483K)。

技术领域

本发明涉及光学测温材料领域，尤其是涉及一种高灵敏度与信号甄别度的光学测温材料及制备方法和应用。

背景技术

近年来，基于物质光学响应的非接触式温度探测因其无可比拟的优势成为了人们关注和研究的热点。在一定温度范围内，稀土荧光体的某些光学特性，例如峰值位置、荧光强度比、光谱线宽以及荧光寿命衰减等，随着温度的变化而发生有规律的变化。这些光学特性随温度的变化幅度足够大，而且是单调的，可以重复的，即在某一确定的温度下，该光学响应特性始终表现为某一特定的数值，因此可以利用这些光学特性的变化来标定温度。在这些技术当中，荧光强度比测温技术由于对测量条件的依赖较小，不受荧光损失、激发光源强度波动以及发光中心分布等条件的限制而受到人们的广泛关注。

当前常规的基于荧光强度比的光学测温材料往往是以单一稀土离子作为激活剂掺杂到基质当中，然后选取该激活离子位置比较接近的两个热耦合能级而实现测温。但是基于单掺稀土离子的热耦合能级测温材料技术所获得的测温灵敏度和信号甄别度都比较差。

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高灵敏度与信号甄别度的光学测温材料及制备方法和应用。

本发明通过共同掺杂两种不同的稀土发光离子，进而利用稀土离子间的能量传递，最终实现双激活中心荧光强度比测温，以同时实现测温灵敏度和信号甄别度的优化与提高，突破了单掺稀土离子热耦合能级荧光强度比测温灵敏度的局限性。本发明提供的光学测温材料性能稳定，在紫外光激发下，基于双发光中心的荧光强度比随着温度的变化而发生有规律的变化，进而利用荧光强度比的变化来标定温度。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明提供一种高灵敏度与信号甄别度的光学测温材料，具有以通式(I)表示的原子比组成：

Sr₃La_(1-x-y)Na(PO₄)₃F:Tb_x，Eu_y

(I)

其中，0.015≤x+y≤1。

优选地，所述的x满足如下条件：0.01≤x≤0.5。

优选地，所述的y满足如下条件：0.005≤y≤0.5。

本发明还提供一种高灵敏度与信号甄别度的光学测温材料的制备方法，包括以下步骤：采用高温固相法，按照通式(I)表示的原子比组成称取原料，通过研磨混合均匀后，将混合物在空气气氛下焙烧，冷却后研磨得到的产物即为所述的高灵敏度与信号甄别度的光学测温材料。

优选地，所述的原料为含锶的化合物、含镧的化合物、含铽的化合物、含铕的化合物、含钠的化合物、含氟的化合物及磷酸盐；

所述的含锶的化合物为锶的氧化物、氢氧化物或碳酸盐中的一种或多种的混合物；