一种基于稀土Dy制造技术

本发明专利技术属于温度探测技术领域，公开了一种基于稀土Dy

【技术实现步骤摘要】
一种基于稀土Dy
3+
离子激发强度比的温度探测方法


[0001]本专利技术属于温度探测
，具体涉及一种基于稀土Dy
3+
离子激发强度比的温度探测方法。

技术介绍

[0002]在化学反应、生物功能和各种物理现象等领域，温度是一个非常重要的参量。在较小的尺度上进行局部温度测量往往依赖于非接触式测温技术，其中最常见的方法是红外热成像测温法，该方法根据物体发射的热辐射对物体的表面进行温度测量。当前得到广泛关注的另外一种非接触式测温技术是荧光温度探测技术，该技术通过探测荧光材料的各种随温度变化的荧光光谱学参数实现测温。相比于传统的热成像测温法，荧光温度探测技术能够进行较低温度的测量以及物体表面下的无创温度检测，并具有抗干扰能力强、灵敏度和空间分辨率高且响应迅速等优点。
[0003]在荧光温度探测技术中，最广泛采用的荧光材料是掺杂三价镧系元素离子的微晶或纳米晶荧光材料，三价镧系离子具有丰富的电子能级结构以及多色的荧光发射。在荧光温度探测技术应用最多的是基于镧系离子的荧光强度比值测温法，该方法可以消除测温过程中的荧光损失、激发光源功率波动以及发光中心的多寡等非温度因素的干扰，具有受到外界干扰小、抗激发功率噪声能力强等特点。三价镧系离子中的Dy
3+
离子能够在紫外光激发下发射明亮的蓝光和黄光，因此被广泛用于基于荧光强度比的温度探测。目前基于Dy
3+
荧光强度比的测温方法，一种是采用来自于Dy
3+
热耦合能级4I
15/2<br/>/4F
9/2
分别向基态6H
15/2
能级跃迁产生的两个蓝光强度比值与温度的定量关系，例如Dy
3+
掺杂Y4Al2O9、BaYF5、GdVO4、Gd2Ti2O7、Y2SiO5和CaWO4等荧光材料中，均实现了基于Dy
3+
两个蓝光强度比值的温度传感行为。另一种是采用Dy
3+
非热耦合能级的荧光强度比与温度的关系进行温度探测，例如，Dy
3+
掺杂BaYF5荧光粉中4I
15/2
→6H
15/2
跃迁的蓝光和4F
9/2
→6H
11/2
跃迁的红光两者的强度比与温度的定量关系，Dy
3+
掺杂CaWO4荧光粉中4G
11/2
→6H
15/2
跃迁的紫外光和4F
9/2
→6H
15/2
跃迁的蓝光两者间的强度比与温度的定量关系，以及Dy
3+
掺杂Gd2Ti2O7荧光粉中基质的陷阱发光与Dy
3+4
F
9/2
→6H
15/2
跃迁发光两者的强度比与温度的定量关系等。
[0004]除了基于镧系离子的荧光强度比进行温度探测，采用基于激发态吸收的强度比技术进行温度探测也逐渐引起了人们关注。目前基于激发强度比技术的温度探测荧光材料主要集中在镧系离子Eu
3+
掺杂的荧光材料。例如，Eu
3+
掺杂Y2O3微纳米晶中实现了高温区间611和580nm激发下5D0→7F4跃迁的强度比与温度的定量关系以及低温区间593和580nm激发下5D0→7F4跃迁的强度比与温度的定量关系；Eu
3+
掺杂YVO4纳米荧光粉中建立了热耦合能级7F2/7F0分别向高阶激发态5D2或者5D0/5D1跃迁的激发强度比与温度的定量关系；Eu
3+
掺杂LiLaP4O
12
纳米晶中采用7F0→5D2与7F2/7F3/7F4→5D2跃迁激发的强度比值进行温度传感；Eu
3+
掺杂YVO4荧光粉还建立了基质V
‑
O电荷传输带强度与7F0→5L6激发强度比值与温度的定量关系。除了Eu
3+
掺杂荧光材料，在Er
3+
/Yb
3+
共掺杂YVO4纳米荧光粉中还发现了分别对应于Er
3+
离子2H
11/2
/4S
3/2
→4I
15/2
跃迁的V
‑
O电荷传输带激发强度比与温度的定量关系。
[0005]不管是采用Dy
3+
热耦合能级4I
15/2
/4F
9/2
向基态6H
15/2
能级跃迁产生的两个蓝光强度比值进行温度探测，还是采用Dy
3+
非热耦合能级的荧光强度比与温度的关系进行温度探测，都需要先测量出Dy
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离子的发射光谱，然后对发射光谱进行计算得到所需要的发光强度值及强度比值。这一方面要求必须测量Dy
3+
离子的完整发射光谱，而发射光谱的测量过程较长，另一方面发光强度的计算需要对特定波段的发射光谱进行积分面积的求解，这也导致发光强度计算较复杂，甚至有些情况下还由于发光峰存在重叠导致发光强度的积分面积难于精确计算从而存在较大误差。而本专利技术基于的Dy
3+
激发强度比测温方法，仅需要测量Dy
3+
的两个发射波长对应的激发光强度峰值，根据两个激发峰强度的比值即可建立与温度的关系，不需测量Dy
3+
的完整发射或者激发光谱，也不需计算积分面积，因此本专利技术基于的稀土Dy
3+
离子激发强度比测温技术，方法简单，易于操作。
[0006]此外，在目前已报道的基于激发强度比技术进行温度探测的方法中，对于激发强度比中的两个激发态强度具有很强的依赖性，选取不同的激发态强度会导致不同的温度传感特性。例如Eu
3+
掺杂LiLaP4O
12
纳米晶中7F0→5D2跃迁分别与7F2→5D2跃迁、7F3→5D2跃迁或者7F4→5D2跃迁的激发强度比值与温度之间就存在不同的对应关系，有着不同的温度传感特性。还比如在Er
3+
/Yb
3+
共掺杂YVO4纳米荧光粉中，采用的是分别对应于Er
3+
离子2H
11/2
/4S
3/2
→4I
15/2
跃迁的V
‑
O电荷传输带激发强度比进行温度探测，而计算V
‑
O电荷传输带的激发强度时，如果积分计算V
‑
O电荷传输带的激发波段范围不同，则得到的激发强度比与温度的定量关系也不同。

技术实现思路

[0007]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种基于稀土Dy
3+
离子激发强度比的温度探测方法，采用稀土Dy
3+
离子两个不同发射波长对应的激发光峰值强度，通过两者激发强度比与温度的定量关系，实现了一种基于稀土Dy
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离子激发强度比技术的测温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于稀土Dy
3+
离子激发强度比的温度探测方法，其特征在于，具体步骤为：S1.测量固定温度下Dy
3+
掺杂CaWO4荧光粉在A和B两个发射波长对应的激发光峰值强度，测量得到的激发光强度分别记为和其中i＝1、2、3或者4，分别对应于λ1＝352nm或λ2＝326nm或λ3＝366nm或λ4＝388nm四个波长的激发光，所述A波长具体为455nm，B波长具体为479nm、488nm或575nm其中一种；S2.计算上述温度下激发光强度和的比值，即其中i＝1,2,3或者4，分别对应于λ1＝352nm或λ2＝326nm或λ3＝366nm或λ4＝388nm四个波长的激发光；S3.改变Dy
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【专利技术属性】
技术研发人员：曹保胜，廖志超，李磊朋，丛妍，何洋洋，张振翼，冯志庆，董斌，
申请(专利权)人：大连民族大学，
类型：发明
国别省市：