镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料及其制备方法技术

镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料及其制备方法，它涉及一种稀土元素掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料及其制备方法。它解决了基质材料中掺杂稀土元素，难以得到单一性很好的发射光，以及掺杂Tm3+产生的上转换蓝光强度微弱的问题。镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的化学式为Ca0.99-xWO4:Ybx/Tm0.01，其中0.01≤x≤0.08。制备方法：1.按化学式的化学计量比称取；2.研磨、压片；3.高温烧结。本发明专利技术镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料在980nm激光泵浦、激发功率为300mW条件下能发出明亮的上转换蓝光，且发光均匀。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种稀土元素掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料及其制备方法。
技术介绍
上转换发光又称为反斯托克斯发光，是指将两个或多个低能光子转换成一个高能光子的现象，上转换发光材料需要在基质中掺杂稀土元素。稀土发光材料的能量吸收能力强，转换效率高；可发射从紫外光到红外光的光谱，特别是在可见光区有很强的发射能力。 稀土元素的物理化学性质稳定，能承受大功率的电子束、高能射线和强紫外光的作用等优点，但是由于大多数稀土元素的能级分部较复杂，在基质材料中掺杂稀土元素，难以得到单一性很好的发射光。虽然，掺杂Tm3+产生的位于蓝光区域—3H6 (波长约474nm)受到人们的广泛关注；但是，相比于其他上转换荧光输出，掺杂Tm3+所产生的上转换蓝光的强度仍是很微弱，极大地限制了这种上转换蓝光材料的实际应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决基质材料中掺杂稀土元素，难以得到单一性很好的发射光，以及掺杂Tm3+产生的上转换蓝光强度微弱的问题，而提供的一种。镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的化学式为Qia99IWO4IbyTmatll，其中 0. 01 ^ χ ^ 0. 08。上述镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料按下述步骤制备一、按镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料化学式的化学计量比称取氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末，镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的化学式为 Cei0.99_xW04:Ybx/Tm0.01，其中 0. 01 ^ χ ^ 0. 08 ；二、将称取的氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末置于玛瑙研钵中研磨4士0. 5小时，然后置于压强为ISMPa的压力环境中压片lOmin，获得片状预制体；三、将片状预制体放入空气气氛下进行高温烧结，烧结温度为1300 士 50°C，烧结时间为10士0. 5小时，然后自然冷却，即得到镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料。本专利技术镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料由氧化钙粉末、三氧化钨粉末、 三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末制成。本专利技术中铥离子作为镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的激活剂，镱离子作为镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的敏化剂，镱离子能传递能量激发铥离子上转换发光。本专利技术通过调节基质材料(CaWO4)中激活剂和敏化剂的比例，得到了单一性优异的上转换蓝光发射。由于钨酸钙具有优异的热稳定性和化学稳定性，因此选其作为本专利技术镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的基质材料。本专利技术镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料在980nm激光泵浦、激发功率为 300mff条件下能发出明亮的上转换蓝光，且发光均勻。 本专利技术镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的制备方法简单，而且能准确控制元素掺杂量，其所得到的镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉具有高发光效率。本专利技术镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料于波长473nm处上转换蓝光发射强度随Yb3+浓度变化对应曲线如图3所示。Yb3+掺杂浓度为1.0%时，蓝光强度较弱，随着Yb3+掺杂浓度的提高，蓝光上转换发射强度不断提高，当Yb3+掺杂浓度为5. 0%时，镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的发光强度达到最大值；随着Yb3+掺杂浓度的继续增力口，镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的发光强度反而程下降趋势。附图说明图1是具体实施方式十一制备的镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的X射线衍射图。图2是具体实施方式七至十二所制备镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料在980nm激光泵浦、激发功率为300mW的条件下的上转换光谱图。图3是镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料于波长473nm处上转换蓝光发射强度随Yb3+浓度变化曲线图。具体实施例方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。具体实施方式一本实施方式镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的化学式为 Ca0..XWO4 = YbyTmatll，其中 0. 01 彡 χ 彡 0. 08。本实施方式镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料是掺杂Yb3+和Tm3+的CaWO4 多晶粉。具体实施方式二本实施方式镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的化学式为 Ca0..XWO4 = YbyTmatll，其中 0. 03 彡 χ 彡 0. 06。具体实施方式三本实施方式镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的化学式为 CaciIxWO4 = YbyTmci cil，其中 0. 04 彡 χ 彡 0. 05。具体实施方式四本实施方式镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料按下述步骤制备一、按镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料化学式的化学计量比称取氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末，镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的化学式为 Ca0.99_xTO4:Ybx/Tm0.01，其中 0. 01 ^ χ ^ 0. 08 ；二、将称取的氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末置于玛瑙研钵中研磨4士0. 5小时，然后置于压强为ISMPa的压力环境中压片lOmin，获得片状预制体；三、将片状预制体放入空气气氛下进行高温烧结，烧结温度为1300 士 50°C，烧结时间为10士0. 5小时，然后自然冷却，即得到镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料。本实施方式步骤一中氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末的纯度均为99. 99%。本实施方式步骤在玛瑙研钵中研磨4士0. 5小时，使氧化钙粉末、三氧化钨粉末、 三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末充分混合均勻。具体实施方式五本实施方式与具体实施方式四的不同点是镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的化学式为Ca(1.99_xW04:Ybx/Tma(11，其中0. 03彡χ彡0. 06。其它步骤及参数与实施方式四相同。 具体实施方式六本实施方式与具体实施方式四的不同点是镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的化学式为Ca(1.99_xW04:Ybx/Tma(11，其中0. 04彡χ彡0. 05。其它步骤及参数与实施方式四相同。具体实施方式七本实施方式镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料按下述步骤制备一、按镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料化学式的化学计量比称取氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末，镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的化学式为Caa98WO4 = YbcicilZtmacil ；二、将称取的氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末置于玛瑙研钵中研磨4小时，然后置于压强为ISMPa的压力环境中压片lOmin，获得片状预制体；三、将片状预制体放入空气气氛下进行高温烧结，烧结温度为1300°C，烧结时间为 10小时，然后自然冷却，即得到镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料；步骤一中氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末的纯度均为99. 99%。本实施方式准确称取0. 0392mol CaO,0. 04mol WO3、0. 0002mol Yb2O3 禾口 0. 0002molTm203。本实施方式所制备的镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料中镱离子的掺杂摩尔浓度为1.0%、铥离子的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料，其特征在于镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的化学式为Ｃａ０．９９－ｘＷＯ４：Ｙｂｘ／Ｔｍ０．０１，其中０．０１≤ｘ≤０．０８。

【技术特征摘要】
1.镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料，其特征在于镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的化学式为Cei0.^TO4 = YbyTmacil，其中0. 01≤χ≤0. 08。2.根据权利要求1所述的镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料，其特征在于镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的化学式为Qia99IWO4IbyTmatll，其中 0. 03 ≤ X ≤ 0. 06。3.根据权利要求1所述的镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料，其特征在于镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的化学式为Qia99IWO4IbyTmatll，其中 0. 04 ≤ X ≤ 0. 05。4.制备权利要求1所述镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料，其特征在于镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料按下述步骤制备一、按镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料化学式的化学计量比称取氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末，镱铥双掺杂钨酸钙多晶粉蓝光上转换材料的化学式为 Cei0.99_xW04:Ybx/Tm0.01，其中 0. 01 ≤ χ ≤0...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐衍岭，王锐，赵宏，刘亮，张春雨，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93