鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料及其製備方法
2023-05-05 00:30:11 1
專利名稱：鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種稀土元素摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料及其製備方法。
背景技術：
近年來，由於白光源在固態多色三維顯示和背光燈等方面具有重要的應用前景而引起廣泛關注。頻率上轉換可以將近紅外光通過非線性多光子過程轉變成各種顏色的可見光，是產生白光的有效方法之一。
發明內容
本發明提供了一種鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料及其製備方法。鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為Cai_x_y_a(llW04:HOy/Ybx/ Tm。.C11，其中 0. 04 彡 χ 彡 0. 08,0. 004 ^ y ^ 0. 01。上述鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料按下述步驟製備一、按鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料化學式的化學計量比稱取氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末，鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為cai_x_y_。. O1WO4 Hoy/Ybx/Tm0. Μ，其中 0. 04 彡 χ 彡 0. 08，0. 004 彡 y 彡 0. 01 ；二、將稱取的氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末置於瑪瑙研缽中研磨4士0. 5小時，然後置於壓強為ISMPa的壓力環境中壓片 lOmin，獲得片狀預製體；三、將片狀預製體放入空氣氣氛下進行高溫燒結，燒結溫度為1300 士 50°C，燒結時間為10士0.5小時，然後自然冷卻，即得到鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料。本發明鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料由氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末製成。Ho3+離子是紅綠光發射激活離子，Tm3+離子是藍光發射激活離子，本發明精確的調配基質材料(CaWO4)中Ho3+離子和 Tm3+離子的比例，實現上轉換白色螢光的發射。本發明鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料中Yb3+離子作為敏化劑，能傳遞能量激發鈥離子和銩離子上轉換發光，而且還能調節藍、綠、紅三基色發光強度比例。由於鎢酸鈣具有優異的熱穩定性和化學穩定性，因此選其作為本發明鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的基質材料。本發明鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料在980nm雷射泵浦、較寬的激發功率範圍內(70mW 304mW)，都能發出明亮的上轉換白光，且發光均勻。本發明鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的製備方法簡單，而且能準確控制元素摻雜量，其所得到的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉具有高發光效率。
圖1是具體實施方式
十一製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的X 射線衍射圖。圖2是具體實施方式
七至十所製備鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料在980nm雷射泵浦、激發功率為304mW的條件下的上轉換光譜圖。圖3是具體實施方式
七至十所製備鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料在980nm雷射泵浦、激發功率為 304mff的條件下的CIE色圖。圖4是具體實施方式
十一製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料在980nm雷射泵浦、不同激發功率條件下的上轉換光譜圖。圖5是具體實施方式
十一製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料在980nm雷射泵浦、不同激發功率條件下的CIE色圖。圖6是具體實施方式
十二至十五所製備鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料在980nm雷射泵浦、激發功率為304mW的條件下的上轉換光譜圖。圖 7是具體實施方式
十二至十五所製備鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料在980nm 雷射泵浦、激發功率為304mW的條件下的CIE色圖。
具體實施例方式
本發明技術方案不局限於以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的任意組合。
具體實施方式
一本實施方式鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為 CahnQ1WO4 = HoyZYbyTmaΜ，其中 0. 04 ^ χ ^ 0. 08,0. 004 ^ y ^ 0. Ol0本實施方式鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料是摻雜Ho3+、Tm3+和Yb3+ 的CaWO4多晶粉。
具體實施方式
二本實施方式鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為 CahnQ1WO4 = HoyZYbyTmaΜ，其中 0. 05 ^ χ ^ 0. 07，0. 005 ^ y ^ 0. 008。
具體實施方式
三本實施方式鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為 CahnQ1WO4 = HoyZYbyTmaΜ，其中 x 為 0· 08，0. 006 彡 y 彡 0. 007。
具體實施方式
四本實施方式鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料按下述步驟製備一、按鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料化學式的化學計量比稱取氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末，鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為cai_x_y_。. O1WO4 Hoy/Ybx/Tm0. Μ，其中 0. 04 彡 χ 彡 0. 08，0. 004 彡 y 彡 0. 01 ；二、將稱取的氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末置於瑪瑙研缽中研磨4士0. 5小時，然後置於壓強為ISMPa的壓力環境中壓片 lOmin，獲得片狀預製體；三、將片狀預製體放入空氣氣氛下進行高溫燒結，燒結溫度為1300 士 50°C，燒結時間為10士0.5小時，然後自然冷卻，即得到鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料。本實施方式步驟一中CaO粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的純度均為99. 99%。本實施方式步驟在瑪瑙研缽中研磨4士0. 5小時，使氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、 三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末充分混合均勻。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
四的不同點是鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為Cai_x_y_Q.C1WO4 = HcvZYbZrmacil，其中0. 05彡χ彡0. 07， 0. 005 ^ y ^ 0. 008。其它步驟及參數與實施方式四相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
四的不同點是鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為Cai_x_y_Q. O1WO4 Hoy/Ybx/Tm0. Q1，其中X為0. 08， 0. 006 ^ y ^ 0. 007。其它步驟及參數與實施方式四相同。
具體實施方式
七本實施方式鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料按下述步驟製備一、按鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料化學式的化學計量比稱取氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末，鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為Caa9tl6WO4 = H0acici4Abaci8Ztmacil ；二、將稱取的氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末置於瑪瑙研缽中研磨4小時，然後置於壓強為ISMPa的壓力環境中壓片 lOmin，獲得片狀預製體；三、將片狀預製體放入空氣氣氛下進行高溫燒結，燒結溫度為1300°C，燒結時間為 10小時，然後自然冷卻，即得到鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料；步驟一中CaO 粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的純度均為99. 99%。本實施方式準確稱取0.03624mol Ca0、0. 04mol W03>0. 00008mol Ho203、0. 0016mol Yb2O3 禾口 0. 0002mol Tm2O3。本實施方式所製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料中鈥離子的摻雜摩爾濃度為0. 4%、鐿離子的摻雜摩爾濃度為8. 0%、銩離子的摻雜摩爾濃度為1. 0%。本實施方式製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料在980nm雷射泵浦、激發功率為304mW的條件下能夠發出明亮的上轉換白光，上轉換光譜如圖2曲線b所示，CIE色標如圖3中點b所示，位於白光區域，且發光均勻。
具體實施方式
八本實施方式鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料按下述步驟製備一、按鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料化學式的化學計量比稱取氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末，鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為Caa9tl5WO4 = H0acici5Abaci8Ztmacil ；二、將稱取的氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末置於瑪瑙研缽中研磨4小時，然後置於壓強為ISMPa的壓力環境中壓片 lOmin，獲得片狀預製體；三、將片狀預製體放入空氣氣氛下進行高溫燒結，燒結溫度為1300°C，燒結時間為 10小時，然後自然冷卻，即得到鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料；步驟一中CaO 粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的純度均為99. 99%。本實施方式準確稱取0. 0362mol Ca0、0. 04mol WO3>0. OOOlmol Ho203、0. 0016mol Yb2O3 禾口 0. 0002mol Tm2O3。本實施方式所製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料中鈥離子的摻雜摩爾濃度為0. 5%、鐿離子的摻雜摩爾濃度為8. 0%、銩離子的摻雜摩爾濃度為1. 0%。本實施方式製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料在980nm雷射泵
5浦、激發功率為304mW的條件下能夠發出明亮的上轉換白光，上轉換光譜如圖2曲線c所示，CIE色標如圖3中點c所示，位於白光區域，且發光均勻。
具體實施方式
九本實施方式鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料按下述步驟製備一、按鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料化學式的化學計量比稱取氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末，鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為Caa9tl4WO4 = H0acici6AbaMZtmacil ；二、將稱取的氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末置於瑪瑙研缽中研磨4小時，然後置於壓強為ISMPa的壓力環境中壓片 lOmin，獲得片狀預製體；三、將片狀預製體放入空氣氣氛下進行高溫燒結，燒結溫度為130(TC，燒結時間為 10小時，然後自然冷卻，即得到鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料；步驟一中CaO 粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的純度均為99. 99%。本實施方式準確稱取0.03616mol Ca0、0. 04mol W03>0. 00012mol Ho203、0. 0016mol Yb2O3 禾口 0. 0002mol Tm2O3。本實施方式所製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料中鈥離子的摻雜摩爾濃度為0. 6%、鐿離子的摻雜摩爾濃度為8. 0%、銩離子的摻雜摩爾濃度為1. 0%。本實施方式製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料在980nm雷射泵浦、激發功率為304mW的條件下能夠發出明亮的上轉換白光，上轉換光譜如圖2曲線d所示，CIE色標如圖3中點d所示，且發光均勻。
具體實施方式
十本實施方式鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料按下述步驟製備一、按鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料化學式的化學計量比稱取氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末，鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為Caa9ci3WO4 = H0acici7AbaciiZrmacil ；二、將稱取的氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末置於瑪瑙研缽中研磨4小時，然後置於壓強為ISMPa的壓力環境中壓片 lOmin，獲得片狀預製體；三、將片狀預製體放入空氣氣氛下進行高溫燒結，燒結溫度為1300°C，燒結時間為 10小時，然後自然冷卻，即得到鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料；步驟一中CaO 粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的純度均為99. 99%。本實施方式準確稱取0.03612mol Ca0、0. 04mol W03>0. 00014mol Ho2O3^O. 0016mol Yb2O3 禾口 0. 0002mol Tm2O3。本實施方式所製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料中鈥離子的摻雜摩爾濃度為0. 7%、鐿離子的摻雜摩爾濃度為8. 0%、銩離子的摻雜摩爾濃度為1. 0%。本實施方式製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料在980nm雷射泵浦、激發功率為304mW的條件下能夠發出明亮的上轉換白光，上轉換光譜如圖2曲線e所示，CIE色標如圖3中點e所示，且發光均勻。根據圖2的檢測結果觀察到Ho3+離子濃度的增加使藍光發射強度急劇降低，紅光和綠光上轉換發射強度幾乎不變。根據圖3的檢測結果觀察到Ho3+離子摩爾濃度為0. 4%時上轉換白色螢光輸出的色標為(0214，0. 229) ；Ho3+離子摩爾濃度為0. 5%時上轉換白色螢光輸出的色標為(0. 236， 0.246) ；Ho3+離子摩爾濃度為0.6%時上轉換白色螢光輸出的色標為(0. 242,0. 269) ；Ho3+ 離子摩爾濃度為0.7%時上轉換白色螢光輸出的色標為(0.253,0.272) ；Ho3+離子摩爾濃度較低時上轉換發光偏藍光，隨著Ho3+離子摩爾濃度增加，色坐標逐漸向右上方移動，都落在 1931CIE色圖中馬蹄形的白光區域中。
具體實施方式
十一本實施方式鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料按下述步驟製備一、按鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料化學式的化學計量比稱取氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末，鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為Caa9WO4 = H0acilAWTmacil ；二、將稱取的氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末置於瑪瑙研缽中研磨4小時，然後置於壓強為ISMPa的壓力環境中壓片 lOmin，獲得片狀預製體；三、將片狀預製體放入空氣氣氛下進行高溫燒結，燒結溫度為1300°C，燒結時間為 10小時，然後自然冷卻，即得到鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料；步驟一中CaO 粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的純度均為99. 99%。本實施方式準確稱取0. 036mol Ca0、0. 04mol WO3>0. 0002mol Ηο203、0· 0016mol Yb2O3 禾口 0. 0002mol Tm2O3。本實施方式所製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料中鈥離子的摻雜摩爾濃度為1.0%、鐿離子的摻雜摩爾濃度為8.0%、銩離子的摻雜摩爾濃度為1.0%本實施方式製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料在980nm雷射泵浦、激發功率分別為70mW、117mW、164mW、210mW、257mW和304mW的條件下能夠發出明亮的上轉換白光，上轉換光譜如圖4所示(激發功率為70mW的上轉換光譜如圖4曲線f所示，激發功率為117mW的上轉換光譜如圖4曲線e所示，激發功率為164mW的上轉換光譜如圖4 曲線d所示，激發功率為210mW的上轉換光譜如圖4曲線c所示，激發功率為257mW的上轉換光譜如圖4曲線b所示，激發功率為304mW的上轉換光譜如圖4曲線a所示)，且發光均勻。圖4檢測結果表明，隨著激發功率的增強，藍光發射強度比綠光和紅光發射強度增加的更快。本實施方式製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料在980nm雷射泵浦、激發功率分別為70mW、117mW、164mW、210mW、257mW和304mW的條件下的CIE色標都落在 1931CIE色圖中馬蹄形的白光區域中。激發功率為70mW時上轉換白色螢光輸出的色標為 (O. 378,0. 379)，激發功率為117mW時上轉換白色螢光輸出的色標為(O. 342,0. 362)，激發功率為164mW時上轉換白色螢光輸出的色標為(0. 309,0. 340)，激發功率為210mW時上轉換白色螢光輸出的色標為(0. 282,0. 314)，激發功率為257mW時上轉換白色螢光輸出的色標為(0.263，0.256)，激發功率為304mW時上轉換白色螢光輸出的色標為(0. 240，0. 269)，根據圖5的檢測結果觀察到隨著激發功率的增強，色坐標逐漸向左下方移動。
本實施方式製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的X射線衍射分析結果如圖1所示。圖IX射線衍射分析結果與標準XRD卡片(JCPDS 77-2236)相吻合，說明本實施方式方法所製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料具有白鎢礦CaWO4 結構。
具體實施方式
十二 本實施方式鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料按下述步驟製備一、按鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料化學式的化學計量比稱取氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末，鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為Caa95WO4 = H0cicilAbaciZTmacil ；二、將稱取的氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末置於瑪瑙研缽中研磨4小時，然後置於壓強為ISMPa的壓力環境中壓片 lOmin，獲得片狀預製體；三、將片狀預製體放入空氣氣氛下進行高溫燒結，燒結溫度為1300°C，燒結時間為 10小時，然後自然冷卻，即得到鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料；步驟一中CaO 粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的純度均為99. 99%。本實施方式準確稱取0. 038mol Ca0、0. 04mol WO3>0. 0002mol Ho203、0. 0008mol Yb2O3 禾口 0. 0002mol Tm2O3。本實施方式所製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料中鈥離子的摻雜摩爾濃度為1.0%、鐿離子的摻雜摩爾濃度為4.0%、銩離子的摻雜摩爾濃度為1.0%。本實施方式製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料在980nm雷射泵浦、激發功率為304mW的條件下能夠發出明亮的上轉換白光，上轉換光譜如圖6曲線a所示，CIE色標如圖7中點d所示，且發光均勻。
具體實施方式
十三本實施方式鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料按下述步驟製備—、按鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料化學式的化學計量比稱取氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末，鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為Caa93WO4 = H0cicilAbaciZTmacil ；二、將稱取的氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末置於瑪瑙研缽中研磨4小時，然後置於壓強為ISMPa的壓力環境中壓片 lOmin，獲得片狀預製體；三、將片狀預製體放入空氣氣氛下進行高溫燒結，燒結溫度為1300°C，燒結時間為 10小時，然後自然冷卻，即得到鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料；步驟一中CaO 粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的純度均為99. 99%。本實施方式準確稱取0. 0372mol Ca0、0. 04mol WO3>0. 0002mol Ηο203、0· OOlmol Yb2O3 禾口 0. 0002mol Tm2O3。本實施方式所製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料中鈥離子的摻雜摩爾濃度為1.0%、鐿離子的摻雜摩爾濃度為5.0%、銩離子的摻雜摩爾濃度為1.0%。本實施方式製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料在980nm雷射泵浦、激發功率為304mW的條件下能夠發出明亮的上轉換白光，上轉換光譜如圖6曲線b所示，CIE色標如圖7中點c所示，且發光均勻。
具體實施方式
十四本實施方式鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料按下述步驟製備一、按鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料化學式的化學計量比稱取氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末，鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為Caa92WO4 = H0cicilAbacifZTmacil ；二、將稱取的氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末置於瑪瑙研缽中研磨4小時，然後置於壓強為ISMPa的壓力環境中壓片 lOmin，獲得片狀預製體；三、將片狀預製體放入空氣氣氛下進行高溫燒結，燒結溫度為1300°C，燒結時間為 10小時，然後自然冷卻，即得到鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料；步驟一中CaO 粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的純度均為99. 99%。本實施方式準確稱取0. 0368mol Ca0、0. 04mol WO3>0. 0002mol Ho203、0. 0012mol Yb2O3 禾口 0. 0002mol Tm2O3。本實施方式所製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料中鈥離子的摻雜摩爾濃度為1.0%、鐿離子的摻雜摩爾濃度為6.0%、銩離子的摻雜摩爾濃度為1.0%。本實施方式製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料在980nm雷射泵浦、激發功率為304mW的條件下能夠發出明亮的上轉換白光，上轉換光譜如圖6曲線c所示，CIE色標如圖7中點b所示，且發光均勻。
具體實施方式
十五本實施方式鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料按下述步驟製備一、按鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料化學式的化學計量比稱取氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末，鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為Caa91WO4 = H0cicilAbaciZTmacil ；二、將稱取的氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末置於瑪瑙研缽中研磨4小時，然後置於壓強為ISMPa的壓力環境中壓片 lOmin，獲得片狀預製體；三、將片狀預製體放入空氣氣氛下進行高溫燒結，燒結溫度為1300°C，燒結時間為 10小時，然後自然冷卻，即得到鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料；步驟一中CaO 粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的純度均為99. 99%。本實施方式準確稱取0. 0364mol Ca0、0. 04mol WO3>0. 0002mol Ηο203、0· 0014mol Yb2O3 禾口 0. 0002mol Tm2O3。本實施方式所製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料中鈥離子的摻雜摩爾濃度為1.0%、鐿離子的摻雜摩爾濃度為7.0%、銩離子的摻雜摩爾濃度為1.0%。本實施方式製備的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料在980nm雷射泵浦、激發功率為304mW的條件下能夠發出明亮的上轉換白光，上轉換光譜如圖6曲線d所示，CIE色標如圖7中點a所示，且發光均勻。根據圖6的檢測結果觀察到Yb3+離子濃度的增加使綠光和紅光發射強度急劇降低，藍光發射強度幾乎不變。
根據圖7的檢測結果觀察到Yb3+離子摩爾濃度為4.0%時上轉換白色螢光輸出的色標為(0.348,0.403) ；Yb3+離子摩爾濃度為5.0%時上轉換白色螢光輸出的色標為(0.302,0.363) ；Yb3+離子摩爾濃度為6.0%時上轉換白色螢光輸出的色標為(0.275， 0.325) ；Yb3+離子摩爾濃度為7.0%時上轉換白色螢光輸出的色標為(0. 255,0. 290) ；Yb3+ 離子摩爾濃度較低時上轉換發光偏紅光，隨著Yb3+離子摩爾濃度增加，色坐標逐漸向左下方移動，都落在1931 CIE色圖中馬蹄形的白光區域中。
權利要求
1.鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料，其特徵在於鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為CaiL1WO4 = HcvZYbZrmacil，其中0. 04彡X彡0. 08， 0. 004 彡 y 彡 0. 01。
2.根據權利要求1所述的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料，其特徵在於鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為Cai_x_y_a01ff04Hoy/Yb x/Tm0.Μ，其中 0. 05 彡 χ 彡 0. 07，0. 005 彡 y 彡 0. 008。
3.根據權利要求1所述的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料，其特徵在於鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為Cai_x_y_a(11W04:HOy/Ybx/Tma(11，其中χ 為 0. 08，0. 006 彡 y 彡 0. 007。
4.製備權利要求1所述鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的方法，其特徵在於鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料按下述步驟製備一、按鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料化學式的化學計量比稱取氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末，鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為Cai_x_y_Q.uWO^Hcv/Yb/rn^i，其中0. 04彡χ彡0. 08， 0. 004 彡 y 彡 0. 01 ；二、將稱取的氧化鈣粉末、三氧化鎢粉末、三氧化二鈥粉末、三氧化二鐿粉末和三氧化二銩粉末置於瑪瑙研缽中研磨4士0. 5小時，然後置於壓強為ISMPa的壓力環境中壓片 lOmin，獲得片狀預製體；三、將片狀預製體放入空氣氣氛下進行高溫燒結，燒結溫度為1300士 50°C，燒結時間為 10士0. 5小時，然後自然冷卻，即得到鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料。
5.根據權利要求4所述的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的製備方法， 其特徵在於鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為Cai_x_y_a(llW04:HOy/Ybx/ Tm0.C11，其中 0. 05 彡 χ 彡 0. 07,0. 005 ^ y ^ 0. 008。
6.根據權利要求4所述的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的製備方法， 其特徵在於鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為Cai_x_y_a(llW04:HOy/Ybx/ Tm。.C11，其中 χ 為 0. 08,0. 006 彡 y 彡 0. 007。
7.根據權利要求4、5或6所述的鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的製備方法，其特徵在於步驟一中CaO粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的純度均為 99. 99%。
全文摘要
鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料及其製備方法，它涉及一種稀土元素摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料及其製備方法。鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料的化學式為Ca1-x-y-0.01WO4:Hoy/Ybx/Tm0.01，其中0.04≤x≤0.08，0.004≤y≤0.01。製備方法1.按化學式的化學計量比稱取；2.研磨、壓片；3.高溫燒結。本發明鈥鐿銩三摻雜鎢酸鈣多晶粉白光上轉換材料在980nm雷射泵浦下、較寬的激發功率範圍內，都能發出明亮的上轉換白光，且發光均勻。可應用於白光源在固態多色三維顯示和背光燈領域。
文檔編號C09K11/78GK102181290SQ20111007212
公開日2011年9月14日 申請日期2011年3月24日 優先權日2011年3月24日
發明者張春雨, 徐衍嶺, 王銳, 趙宏, 邢麗麗 申請人:哈爾濱工業大學