一种铒镱掺杂CaTa4O制造技术

本发明专利技术涉及一种铒镱掺杂CaTa4O

【技术实现步骤摘要】
一种铒镱掺杂CaTa4O
11
上转换荧光材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种铒镱掺杂CaTa4O
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上转换荧光材料及其制备方法，涉及上转换荧光材料领域。

技术介绍

[0002]稀土掺杂上转换荧光粉由于稀土离子的4f
‑
4f壳层内的电子跃迁具有部分禁闭的固有特性，使得发光效率较低。目前，β相四氟钇钠由于低的声子能量，和Y
3+
格位的非中心对称结构，获得了最高的上转换荧光效率。然而，氟化物的化学稳定性差对应用产生了极大的限制。那么，在氧化物中寻找高上转换荧光亮度的基质变得十分重要。钽酸盐由于钽的高原子量，一般会具有小的声子振动能量，因此在钽酸盐中寻找合适的基质有望获得高的上转换荧光强度。在钽酸盐中，CaTa4O
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基质中Ca
2+
格位可以被Er
3+
/Yb
3+
有效替换，而且Ca
2+
格位是八配位的非中心对称结构，因此这也有助于提升上转换荧光强度。然而，CaTa4O
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使用传统的固相烧结很难做成纯相，因此限制了CaTa4O
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基质荧光粉的研究。专利技术一种可以制备纯相和高结晶度的CaTa4O
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荧光粉的制备方法是迫切需要的。

技术实现思路

[0003]本专利技术公开了一种铒镱掺杂CaTa4O
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上转换荧光粉及其制备方法，相对于传统固相烧结方法，利用KCl熔盐法制备了高纯，高亮的上转换荧光粉。在980nm激光激发下，上转换绿光和红光分别提升3.65倍和14.77倍。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0005]一种铒镱掺杂CaTa4O
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上转换荧光材料，所述材料为晶格掺杂Er
3+
和Yb
3+
的CaTa4O
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，Er
3+
和Yb
3+
替换Ca
2+
，所述铒镱掺杂CaTa4O
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上转换荧光材料的化学式为Ca
a
Er
b
Yb
c
Ta4O
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，其中a+b+c＝1。
[0006]本法明提供的CaTa4O
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上转换荧光材料为纯相Ca
a
Er
b
Yb
c
Ta4O
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材料。
[0007]本法明提供的CaTa4O
11
上转换荧光材料为Ca
a
Er
b
Yb
c
Ta4O
11
上转换荧光粉，该粉末形状规则成片状。
[0008]本专利技术所述铒、镱离子掺杂为晶格掺杂，Er
3+
和Yb
3+
占晶体结构中Ca
2+
的晶格位。掺杂后CaTa4O
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的基本晶体结构未发生变化，这里Ca
2+
格位是八配位，非中心对称结构，Er
3+
和Yb
3+
离子替代Ca
2+
格位会带来更好的上转换荧光强度。
[0009]优选地，其化学式为Ca
a
Er
b
Yb
c
Ta4O
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，其中a＝0.82
‑
0.98，b＝0.01
‑
0.09，c＝0.01
‑
0.09，a+b+c＝1。
[0010]最优选地，、其化学式为Ca
a
Er
b
Yb
c
Ta4O
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，其中a＝0.94，b＝0.02，c＝0.04。
[0011]本专利技术的另一目的是提供上述铒镱掺杂CaTa4O
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上转换荧光材料的制备方法。
[0012]一种铒镱掺杂CaTa4O
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上转换荧光材料的制备方法，包括以下步骤：
[0013]S1：按摩尔比Ca
2+
：Er
3+
：Yb
3+
：Ta
5+
＝a：b：c：4，取原料CaCO3，Ta2O5，Er2O3，Yb2O3；
[0014]S2：原料混合之后进行球磨，转速为800r/min，正反向各球磨1小时；
[0015]S3：球磨之后，在混合好的原料中放入大量KCl粉末，之后混合均匀；
[0016]S4：将全部原料放入马弗炉中，在950度中保温2小时后降到室温；
[0017]S5：烧制好的材料，进行抽滤，获得最终纯相铒镱掺杂CaTa4O
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上转换荧光材料。
[0018]利用上述方法制得的CaTa4O
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上转换荧光材料为纯相Ca
a
Er
b
Yb
c
Ta4O
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材料。
[0019]利用上述方法制得的CaTa4O
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上转换荧光材料为Ca
a
Er
b
Yb
c
Ta4O
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上转换荧光粉，该粉末形状规则成片状。
[0020]优选地，所述步骤S1，按照Ca
2+
：Er
3+
：Yb
3+
：Ta
5+
＝a：b：c：4的摩尔比取CaCO3、Er2O3、Yb2O3和Ta2O5混合，其中，a＝0.82
‑
0.98，b＝0.01
‑
0.09，c＝0.01
‑
0.09，a+b+c＝1。
[0021]优选地，所述步骤S1，按照Ca
2+
：Er
3+
：Yb
3+
：Ta
5+
＝0.94：0.02：0.04：4的摩尔比取CaCO3、Er2O3、Yb2O3和Ta2O5混合。
[0022]优选地，所述骤S1中，所述CaCO3、Er2O3、Yb2O3和Ta2O5的纯度均为99.0
‑
99.9％。
[0023]优选地，所述步骤S2中，所述球磨为高能球墨。
[0024]优选地，KCl重量是原料重量的5倍以上。
[0025]本专利技术的有益效果为：本专利技术公开的铒镱掺杂CaTa4O
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上转换荧光粉利用低声子能量、层状结构、发光中心非中心对称的CaTa4O
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基质进行Er
3+
/Yb
3+
离子共掺杂，用Er
3+
/Yb
3+
替换Ca
2+
格位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铒镱掺杂CaTa4O
11
上转换荧光材料，其特征在于，所述材料为晶格掺杂Er
3+
和Yb
3+
的CaTa4O
11
，Er
3+
和Yb
3+
替换Ca
2+
，所述铒镱掺杂CaTa4O
11
上转换荧光材料的化学式为Ca
a
Er
b
Yb
c
Ta4O
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，其中a+b+c＝1。2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，其化学式为Ca
a
Er
b
Yb
c
Ta4O
11
，其中a＝0.82
‑
0.98，b＝0.01
‑
0.09，c＝0.01
‑
0.09，a+b+c＝1。3.根据权利要求1所述的材料，其特征在于，其化学式为Ca
a
Er
b
Yb
c
Ta4O
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，其中a＝0.94，b＝0.02，c＝0.04。4.一种权利要求1～3任一项所述的铒镱掺杂CaTa4O

【专利技术属性】
技术研发人员：彭天祥，曹永泽，王学凯，陈宝玖，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：