[发明专利]一种Cr3+

权利要求书

1.一种Cr³⁺掺杂的近红外宽谱发光材料，其特征在于化学通式为Ca₃Y_2-xGe₃O₁₂:xCr³⁺,其中：0.01mol％≤x≤20mol％。

2.如权利要求1所述Cr³⁺掺杂的近红外宽谱发光材料，其特征在于所述的近红外宽谱发光材料为立方结构，具有与Ca₃Y₂Ge₃O₁₂相同的石榴石类型空间晶体结构，空间群为Ia3d；Ca²⁺占据其中十二面体八配位，Y³⁺占据八面体六配位，Ge⁴⁺占据四面体四配位；Cr³⁺作为发光中心，替代Y³⁺占据八面体格位。

3.如权利要求1所述的Cr³⁺掺杂的近红外宽谱发光材料，其特征在于可以被紫外及可见光激发，产生效果强烈的近红外发射，激发波长在400-550nm范围内，发射波长范围为700-1200nm。

4.一种如权利要求1或2或3所述的Cr³⁺掺杂的近红外宽谱发光材料的制备方法，包括以下步骤：

1)称量物料：按照无机化合物通式Ca₃Y_2-xGe₃O₁₂：xCr³⁺的化学计量比，依次称量高纯度CaCO₃，Y₂O₃，GeO₂以及Cr₂O₃，称取适量助熔剂；

2)将步骤1)称量所得到的粉体置于研钵中，加入少量酒精进行研磨，研磨时间为20-40分钟，等其干燥后置于高温氧化铝坩埚中；

3)将高温氧化铝坩埚置于箱式炉并设定程序，升温至1000℃～1500℃，在高温条件下保温煅烧1-10小时，之后随炉体冷却至室温；

4)将冷却得到的块状粉体再次研磨，得到具有与Ca₃Y₂Ge₃O₁₂相同空间结构的近红外发光材料；

5)进行后处理工艺，分级去除杂质。

5.如权利要求4所述的Cr³⁺掺杂的近红外宽谱发光材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中，助熔剂为碱金属卤化物、碱土金属卤化物，H₃BO₃中的其中至少一种；相对于原料的总重量，助熔剂的用量为0.1-20wt％。

6.如权利要求4所述的Cr³⁺掺杂的近红外宽谱发光材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1)中Ca²⁺的原料以氧化物形式存在。

7.如权利要求4所述的Cr³⁺掺杂的近红外宽谱发光材料的制备方法，其特征在于：所述步骤3)中，高温烧结次数为一次或多次，采用CaCO₃为Ca²⁺原料时要进行预烧，预烧的温度900℃-1000℃，保温时间为1-10h。

8.如权利要求4所述的Cr³⁺掺杂的近红外宽谱发光材料的制备方法，其特征在于：所述步骤5)中，除杂过程包括酸洗、碱洗或水洗；后处理过程包括破碎、气流粉碎、除杂、烘干、分级；分级过程采用沉阵法、筛分法、水力分级和气流分级中至少一种。

9.按照权利要求4所述的Cr³⁺掺杂的近红外宽谱发光材料的制备方法，其特征在于：制备的Cr³⁺掺杂的近红外发光材料配合紫光、蓝光和绿光LED芯片，可制成新型发光器件；同时可以使用所述的近红外宽谱发光材料配合有机材料、陶瓷或玻璃，制成新型发射波长范围为700-1200nm发光材料。