[发明专利]一种光学温度传感型荧光粉体及其制备方法

说明书

本发明公开一种适用于宽范围、高灵敏度的光学温度传感型荧光粉体，属于发光材料领域，其由下列摩尔百分比的材料制备而成：CsX 30～40mol%、NaX 14～22mol%、BiXsubgt;3 /subgt;15～23mol%、YbXsubgt;3 /subgt;10～40mol%、ErXsubgt;3 /subgt;1～5mol%；该荧光粉能被近红外光（980nm）有效激发出不同波段的可见光发射，且温度对于不同波段的可见光发射强度及其之间的比值有着很大的影响，经测试在100K至573K内该比值对温度高度敏感；本发明产品性能优异，制备工艺简单，适用于工业化生产和市场推广应用。

技术领域

本发明涉及一种适用于宽范围、高灵敏度的光学温度传感型荧光粉体及其制备方法，属于发光材料领域。

背景技术

温度是最重要的物理参数之一，其传感在工业和科学领域有着广泛的应用。常规温度计不能用于特殊条件(如强酸性或亚微米级)，并且由于直接接触的模式而使灵敏度较低，同时受到响应时间和空间分辨率的限制，这种测温方法的缺点越来越明显。与基于热膨胀和塞贝克效应的传统类型的温度计不同，光学温度传感器具有在电磁辐射或其他恶劣环境中远程、无创测量温度的优势。在光学温度计中，基于稀土离子的发光温度计在最近几十年得到了深入的研究。基于发光强度、发射带宽、荧光寿命和发光强度比等特性的各种光学温度传感方法已被用于稀土离子掺杂的荧光粉体测量温度。

在这些光学测量中，发光强度比技术被认为是最有前途的方法之一。不仅因为它可以避免活化剂含量、荧光损失和激发光波动等外部因素的影响。并且发光强度比测温具有明显的优势，如响应时间快、灵敏度高，温度和空间分辨率高等特点。此外，由于其为非接触测温，因此兼具有以下优点：测量环境不受感温元件耐温程度的限制，因而对可测温度及可测范围在原则上没有限制。

尽管理论上光学温度传感技术较传统测温技术具有很大的优势，但是目前所发展的这类荧光粉的温度探测范围依旧较窄，且温度探测灵敏度较低。

发明内容

本发明通过选择基质晶体结构和掺杂离子，采用高温固相法合成了一种可以被近红外光激发，并在100K至573K内，荧光强度比显示出很大差异，进而表现出不同颜色可见光发射的发光材料，本发明粉体具有应用范围宽，温度探测灵敏度高等特点；在要求宽范围、高灵敏度的温度传感技术上拥有广阔的应用价值。

本发明适用于宽范围、高灵敏度的光学温度传感型荧光粉体由下列摩尔百分比的材料制备而成：

CsX                    30～40mol%；

NaX                    14～22mol%；

BiX₃                   15～23mol%；

YbX₃                   10～40mol%；

ErX₃                   1～5mol%；

其中，CsX为CsF、CsCl、CsBr、CsI中的一种或几种；NaX为NaF、NaCl、NaBr、NaI中的一种或几种；BiX₃为BiF₃、BiCl₃、BiBr₃、BiI₃中的一种或几种；YbX₃为YbF₃、YbCl₃、YbBr₃、YbI₃中的一种或几种；ErX₃为ErF₃、ErCl₃、ErBr₃、ErI₃中的一种或几种。