CN101702070B - 一种可见光下转换红外频移材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于光的变频和发光材料技术领域，具体涉及一种可见光下转换红外频移材料及其制备方法。一种可见光下转换红外频移材料，其特征是它由低能声子基质、稀土离子氧化物、过渡金属离子氧化物和烧结助剂制备而成，各组分所占质量百分数为：低能声子基质70～99.5％，稀土离子氧化物总含量0.5～30％，过渡金属离子氧化物总含量0～50％，烧结助剂0～10％，各组分质量百分数之和为100％。本发明的有益效果是：该方法制备的可见光下转换红外频移材料可将可见光下转换为红外光。

Description

一种可见光下转换红外频移材料及其制备方法

技术领域

本发明属于光的变频和发光材料技术领域，具体涉及一种可见光下转换红外频移材料及其制备方法。

背景技术

本发明所述的可见光下转换红外频移材料系指一种利用量子裁剪技术，将稀土离子(或者是稀土离子和过渡金属离子)掺杂于低能声子基质(硫化物玻璃、氟化物玻璃、碲酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硫化物晶体、氟化物晶体、碲酸盐晶体、硼酸盐晶体、磷酸盐晶体、3Y-ZrO₂)所形成的材料，它经可见光(0.38～0.78μm，高频)照射后，能高效的发射红外光(0.8～5μm，低频)。

量子裁剪技术是指通过不同离子能级的匹配，使能量在不同离子间发生传递，从而使泵浦光子与辐射光子的频率不一致来实现光的变频和制备发光材料的一种新途径。1957年，Dexter首次提出一个紫外光子的能量足以分裂成两个可见光子，1974年，J.L.Sommerdi jk和W.W.Piper研究发现，在YF:Pr³⁺中，Pr³⁺从4f5d激发态回到基态经过两次辐射跃迁，辐射光子皆为可见光子，1999年，R.T.Wegh等人深入研究了三价稀土离子在VUV(真空紫外)区的能级，发现两个稀土离子相结合，它们之间的部分能量发生传递，吸收一个真空紫外光子可以产生两个可见光子，获得接近～200％的量子效率，如LiGdF₄:Er³⁺，Tb³⁺，并把这种可见光量子裁剪技术称为下转换(Downconversion)。

目前，涉及下转换及量子裁剪的中国专利共有8项，其中：

(1)CN1842582是一种气体放电灯，其特征是紫外向下转换为可见光(磷光体涂层)，它包括：①活化剂即在主晶格内占据结晶学位置的第一镧系离子和第二镧系离子；②敏化剂：即铊(I)离子和铅(II)离子。

(2)CN101391795是一种下转换荧光基质材料氟化钆钠纳米晶的制备方法，其特征是紫外向下转换为可见光，采用液相掺混的方法，先将稀土氧化钆溶于高氯酸或盐酸中，加入络合剂，调节溶液的pH，注入氟化钠水溶液，分离沉淀物并用去离子水超声洗涤，30～80℃干燥，所的氟化钆钠纳米颗粒在70～150nm。

(3)CN101353229是关于稀土离子掺杂的下转换发光透明微晶玻璃，其特征是在氟氧化物微晶玻璃基体中掺杂稀土离子，稀土离子的摩尔浓度为1～40％，氟化物微晶在玻璃基体中的体积百分比为1～50％，在室外长期光照条件下不易老化，并可加工成透明的板状甚至超薄板状，可应用于太阳能电池领域。

(4)CN1287680涉及一种荧光材料，其特征是紫外向下转换为可见光，它包括由铒、钆和选自稀土元素和/或过渡金属的活化剂。这种荧光材料被波长足够短的辐射激发时，可以起到量子切割器的作用，其量子效率在100％以上。

(5)CN101398132涉及一种频率下转换超薄背板光源，适用于光照明和显示系统，其特征是紫外向下转换为可见光，它包括一个掺杂三种稀土离子Tm³⁺，Eu³⁺，Tb³⁺的发光玻璃平板或发光晶体平板，以及多个位于平板两侧的激发源，激发光中心波长为350～360nm，功率为300～700mW。

(6)CN100999663是一类掺杂镨的钨酸盐发光材料，涉及发光、显示和闪烁材料领域，其特征是深紫外区或更短波段的光子向下转换为可见光光子，材料类型为单晶、粉末或玻璃，通过Pr³⁺离子的量子剪裁和钨酸根与Pr³⁺离子间的能量传递，将一个处于深紫外区或更短波段的光子转换成人眼和CCD敏感的两个可见光子，从而实现发射波长集中在490～650nm敏感可见光区的量子裁剪，其总的荧光量子效率超过100％。

(7)CN1364737是关于稀土掺杂的锗酸盐玻璃及其制备方法，其特征是紫外至近红外区具有较宽的吸收和发射光谱，玻璃由(Ca_1-x-yR_xCd_y)₃Al₂(Ge_1-z-xSi_zAl_x)₃O₁₂组成，R为15种稀土元素，少量Sc³⁺可直接取代Al³⁺，其性能稳定，折射率高，可有效地实现上转换和下转换发光。

(8)CN101007946是关于一种红外量子剪裁材料及其制备，其特征是将485nm的可见光下转换为1000nm左右的红外光，该材料的化学式为：Gd_1-x-yAl₃(BO₃)₄:Tb_x，Yby，和Gd_1-x-yBO₃:Tb_x，Yby，其中的0.01≤x≤0.2，0.01≤y≤0.99。

由上可知，本发明涉及领域已公开的专利数量较少，且主要集中在紫外光下转换为可见光，即所谓可见光量子裁剪，而仅有两项专利CN1364737和CN101007946是涉及红外量子裁剪的(即可见光下转换为红外光)。在这两项专利中，CN101007946是以硼酸盐为基掺杂Gd³⁺，Yb³⁺，Tb³⁺的材料体系，可将485nm的可见光下转换为1000nm左右的红外光，虽然量子效率高达196％，但由于其转换的单色性，当泵浦光为连续光谱或较宽的频率范围时，总的下转换效率依然很低；而专利CN1364737虽然掺杂一种或一种以上的稀土离子于锗酸盐玻璃中，可以在较宽的频率范围内发生上转换和下转换，但其主要应用领域是光的传输，其使用条件是常温，同时注重其单色性。而涉及高温下，将较宽频率范围内的可见光高效下转换为红外光的相关专利尚未见诸报道。

这种在高温下将较宽频率范围内将可见光高效下转换为红外光材料，则可被用于开发新型高温红外辐射材料，以利于提高炉窑热转化效率。通常的工业炉窑其加热温度可分为：高温：1200～1900℃；中温：800～1200℃；低温：＜800℃。根据电磁波辐射的基本定律可知，不同温度的炉窑辐射的电磁波有其对应的光谱分布特征，即有与其对应的波长分布范围和峰值辐射波长。由维恩位移定律得出：高温(1200～1900℃)炉窑峰值辐射波长范围为0.94～2.37μm；中温(800～1200℃)炉窑峰值辐射波长范围为1.57～3.10μm；低温(＜800℃)炉窑峰值辐射波长范围＞2.30～3.10μm。据Planck定律计算可知，高温辐射能量大多数集中在1～5μm波段，但尚有15～30％的辐射能量集中在可见光波段0.4～0.78μm，而一般的耐火材料对这两个波段的吸收和发射率都较低，不利于炉窑的高温辐射加热。目前在高温炉窑节能方面普遍采用红外辐射涂料提高炉壁的发射率，而常规红外辐射涂料虽然对近中红外波段有高的吸收和发射率，但对可见光波段的吸收和发射率依然较低，如果在其中添加能将可见光下转换为近中红外的频移材料，使可见波段的能量亦得到充分利用，则更有利于强化炉窑的红外辐射强度，以取得更好的节能效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可见光下转换红外频移材料及其制备方法，该方法制备的可见光下转换红外频移材料可将可见光下转换为红外光。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种可见光下转换红外频移材料，其特征是它由低能声子基质、稀土离子氧化物、过渡金属离子氧化物和烧结助剂制备而成，各组分所占质量百分数为：低能声子基质70～99.5％，稀土离子氧化物总含量0.5～30％，过渡金属离子氧化物总含量0～50％，烧结助剂0～10％，各组分质量百分数之和为100％；

所述的低能声子基质为硫化物(含氧硫)玻璃、氟化物(含氧氟)玻璃、碲酸盐玻璃、硼酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硫化物(含氧硫)晶体、氟化物(含氧氟)晶体、碲酸盐晶体、硼酸盐晶体、磷酸盐晶体、3Y-ZrO₂中的任意一种或任意二种以上(含任意二种)的混合，任意二种以上(含任意二种)混合时为任意配比；

所述的稀土离子氧化物为La₂O₃、Ce₂O₃、Pr₂O₃、Nd₂O₃、Pm₂O₃、Sm₂O₃、Eu₂O₃、Gd₂O₃、Tb₂O₃、Dy₂O₃、Ho₂O₃、Er₂O₃、Tm₂O₃、Yb₂O₃、Lu₂O₃、Sc₂O₃、Y₂O₃中的任意一种或任意二种以上(含任意二种)的混合，任意二种以上(含任意二种)混合时，任意一种组分所占质量百分数不大于80％(即任意一种组分所占质量百分数≤80％)，各组分质量百分数之和为100％。

所述的过渡金属离子氧化物为TiO₂、V₂O₅、Cr₂O₃、MoO₂、WO₃、MnO₂、Fe₂O₃、CoO、NiO、CuO、ZnO、ZrO₂中的任意一种或任意二种以上(含任意二种)的混合，任意二种以上(含任意二种)混合时为任意配比。

所述的烧结助剂为MgO、CaO、Al₂O₃、SiO₂中的任意一种或任意二种以上(含任意二种)的混合，任意二种以上(含任意二种)混合时，MgO所占质量百分数不大于80％(即所占质量百分数≤80％)，CaO所占质量百分数不大于20％(即所占质量百分数≤20％)，Al₂O₃所占质量百分数不大于10％(即所占质量百分数≤10％)，SiO₂所占质量百分数不大于30％(即所占质量百分数≤30％)，各组分质量百分数之和为100％。

各组分所占质量百分数最佳为：低能声子基质80～90％，稀土离子氧化物总含量2～10％，过渡金属离子氧化物总含量0.5～8％，烧结助剂0.5～2％，各组分质量百分数之和为100％。低能声子基质为3Y-ZrO₂，稀土离子氧化物为Pr₂O₃、Yb₂O₃和Er₂O₃，各组分所占质量百分数为：3Y-ZrO₂为70％；Pr₂O₃为10％；Yb₂O₃为10％；Er₂O₃为10％。

上述一种可见光下转换红外频移材料的制备方法，其特征是它包括如下步骤：1)按各组分所占质量百分数为：低能声子基质70～99.5％，稀土离子氧化物总含量0.5～30％，过渡金属离子氧化物总含量0～50％，烧结助剂0～10％，各组分质量百分数之和为100％，选取低能声子基质、稀土离子氧化物、过渡金属离子氧化物和烧结助剂，备用；

2)取低能声子基质总质量的10～50％的低能声子基质，与稀土离子氧化物、过渡金属离子氧化物和烧结助剂，采用行星磨混合，粉磨至粒度为d₅₀≤1μm，d₉₀≤5μm，d₅₀表示筛下累积百分数为50％所对应的粒径值，d₉₀表示筛下累积百分数为90％所对应的粒径值；然后在氧化气氛下烧结，烧结温度为750～1500℃，升为温速率为4～7℃/分钟，保温1～3小时，自然冷却后，再经行星磨混合，粉磨至粒度为d₅₀≤1μm，d₉₀≤5μm，获得第一步制备粉体；

3)取剩余的低能声子基质与第一步制备粉体混合，在氧化气氛下烧结，750～1500℃，升为温速率为4～7℃/分钟，保温1～3小时，经自然冷却后，再经流化床气流磨超细粉碎，粉碎粒度为d₅₀≤0.5μm，d₉₀≤2μm，得到可见光下转换红外频移材料。

本发明与现有相关专利CN1364737和CN101007946相比，具有以下优点：1)采用稀土离子红外量子裁剪方案，使可见光下转换红外光材料转换频率范围增宽。2)引入过渡金属离子，使不同离子之间的能量传递途径增加，红外量子裁剪的选择范围扩大，下转换对应的频率范围增宽。3)采用以硫化物玻璃或氟化物玻璃或碲酸盐玻璃或硼酸盐玻璃或磷酸盐玻璃或硫化物晶体或氟化物晶体或碲酸盐晶体或硼酸盐晶体或磷酸盐晶体或3Y-ZrO₂为组分的低能声子基质，以及本发明的制备工艺，有效减少基质对可见光子的振动弛豫，增加其转换效率。4)所采用的低能声子基质具有耐高温特性，可见光下转换红外光材料可适用于红外高温辐射涂料新型组分的开发利用。

本发明的有益效果是：该方法制备的可见光下转换红外频移材料可将可见光下转换为红外光。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：

一种可见光下转换红外频移材料的制备方法，它包括如下步骤：

(1)配方组成(质量百分数)：Pr₂O₃为10％；Yb₂O₃为10％；3Y-ZrO₂为80％。

(2)取3Y-ZrO₂配方组成的质量百分数30％与全部配方组成的Pr₂O₃和Yb₂O₃，置于行星磨内，研磨1小时，至粒度为d₅₀≤1μm，d₉₀≤5μm，取出装入刚玉坩埚，放入高温炉中，氧化气氛下，1300℃下保温1小时，升为温速率为5℃/分钟，自然冷却后经行星磨粉碎，粒度为d₅₀≤1μm，d₉₀≤5μm，获得第一步制备粉体。

(3)取3Y-ZrO₂配方组成的70％(即剩余的)第一步制备粉体混合，在氧化气氛下烧结，烧结温度为1300℃，升为温速率为5℃/分钟，保温1小时，经自然冷却后，再经流化床气流磨超细粉碎，粉碎粒度为d₅₀≤0.5μm，d₉₀≤2μm，得到可见光下转换红外频移材料(即3Y-ZrO₂:Pr³⁺，Yb³⁺可见光下转换红外频移材料)。

上述制备的3Y-ZrO₂:Pr³⁺，Yb³⁺可见光下转换红外频移材料，经荧光光谱测试表明，当激发光为489nm时，可探测到980nm的近红外光，同时利用荧光分析数据和T.H.Morton荧光量子效率计算公式得到其荧光量子效率为185％。

在1700℃煅烧后，该3Y-ZrO₂:Pr³⁺，Yb³⁺可见光下转换红外频移材料，经XRD测试表明3Y-ZrO₂:Pr³⁺，Yb³⁺结构未被破坏。

以上测试结果表明3Y-ZrO₂:Pr³⁺，Yb³⁺可见光下转换红外频移材料转换效率高，其荧光量子效率达185％，同时其工作温度范围宽，从常温到1700℃。

实施例2(最佳实施例)：

一种可见光下转换红外频移材料的制备方法，它包括如下步骤：

(1)配方组成(质量百分数)：Pr₂O₃为10％；Yb₂O₃为10％；Er₂O₃为10％；3Y-ZrO₂为70％。

(2)取3Y-ZrO₂配方组成质量百分数的30％与全部配方组成的Pr₂O₃、Yb₂O₃和Er₂O₃，置于行星磨内，研磨1小时，至粒度为d₅₀≤1μm，d₉₀≤5μm，取出装入刚玉坩埚，放入高温炉中，氧化气氛下，1300℃下保温1小时，升为温速率为5℃/分钟，自然冷却后经行星磨粉碎，粒度为d₅₀≤1μm，d₉₀≤5μm，获得第一步制备粉体。

(3)取3Y-ZrO₂配方组成的70％(即剩余的)与第一步制备粉体混合，在氧化气氛下烧结，烧结温度为1300℃，升为温速率为5℃/分钟，保温1小时，经自然冷却后，再经流化床气流磨超细粉碎，粉碎粒度为d₅₀≤0.5μm，d₉₀≤2μm，得到可见光下转换红外频移材料(即3Y-ZrO₂:Pr³⁺，Yb³⁺，Er³⁺可见光下转换红外频移材料)。

将3Y-ZrO₂:Pr³⁺，Yb³⁺，Er³⁺可见光下转换红外频移材料，经荧光光谱测试表明：当激发光为400nm(可见光)时，可探测到1525nm的红外光；当激发光为489nm时，可探测到980nm的近红外光；同时利用荧光分析数据和T.H.Morton荧光量子效率计算公式得到其荧光量子效率分别为175％，182％；其吸收和荧光光谱还表明当激发光为400nm～489nm(可见光)时，在950nm～1550nm(红外光)范围内有较高的荧光强度。

在1700℃煅烧后，该3Y-ZrO₂:Pr³⁺，Yb³⁺，Er³⁺可见光下转换红外频移材料，经XRD测试表明3Y-ZrO₂:Pr³⁺，Yb³⁺结构未被破坏。

以上测试结果表明，所述3Y-ZrO₂:Pr³⁺，Yb³⁺，Er³⁺可见光下转换红外频移材料不仅荧光量子效率高(达到180％)、工作温度范围宽(从常温到1700℃)，而且下转换频率波段范围可以通过增加不同的添加物而增宽。与实施例1相比，在实施例2中通过增添Er₂O₃形成两个波段的可见光激发下转换频带，即400nm(可见光)下转换为1525nm(红外光)和489nm(可见光)下转换为980nm(红外光)，据此，使可实现下转换的可见光频率范围增宽。

实施例3：

与实施例1基本相同，不同之处在于：用硫化物(含氧硫)玻璃替代3Y-ZrO₂。

实施例4：

与实施例1基本相同，不同之处在于：用氟化物(含氧氟)玻璃替代3Y-ZrO₂。

实施例5：

与实施例1基本相同，不同之处在于：用碲酸盐玻璃替代3Y-ZrO₂。

实施例6：

与实施例1基本相同，不同之处在于：用硼酸盐玻璃替代3Y-ZrO₂。

实施例7：

与实施例1基本相同，不同之处在于：用磷酸盐玻璃替代3Y-ZrO₂。

实施例8：，

与实施例1基本相同，不同之处在于：用碲酸盐玻璃和硼酸盐玻璃替代3Y-ZrO₂，碲酸盐玻璃、硼酸盐玻璃所占质量百分数各为40％。

实施例9：

与实施例1基本相同，不同之处在于：用硫化物(含氧硫)晶体替代3Y-ZrO₂。

实施例10：

与实施例1基本相同，不同之处在于：用硼酸盐晶体和磷酸盐晶体替代3Y-ZrO₂，硼酸盐晶体、磷酸盐晶体所占质量百分数各为40％。

实施例11：

一种可见光下转换红外频移材料的制备方法，它包括如下步骤：

1)按各组分所占质量百分数为：低能声子基质70％，稀土离子氧化物总含量30％，选取低能声子基质和稀土离子氧化物，备用；

所述的低能声子基质为碲酸盐玻璃；

所述的稀土离子氧化物为La₂O₃、Ce₂O₃和Pr₂O₃，La₂O₃、Ce₂O₃、Pr₂O₃所占质量百分数各为10％(即稀土离子氧化物总含量30％)；

2)取低能声子基质总质量的10％的低能声子基质，与稀土离子氧化物，采用行星磨混合，粉磨至粒度为d₅₀≤1μm，d₉₀≤5μm；然后在氧化气氛下烧结，烧结温度为1100℃，升为温速率6℃/分钟，保温1小时，自然冷却后，再经行星磨混合，粉磨至粒度为d₅₀≤1μm，d₉₀≤5μm，获得第一步制备粉体；

3)取剩余的低能声子基质与第一步制备粉体混合，在氧化气氛下烧结，烧结温度为1100℃，升为温速率6℃/分钟，保温1小时，经自然冷却后，再经流化床气流磨超细粉碎，粉碎粒度为d₅₀≤0.5μm，d₉₀≤2μm，得到可见光下转换红外频移材料。

实施例12：

一种可见光下转换红外频移材料的制备方法，它包括如下步骤：

1)按各组分所占质量百分数为：低能声子基质99.5％，稀土离子氧化物总含量0.5％，选取低能声子基质和稀土离子氧化物，备用；

所述的低能声子基质为碲酸盐晶体和硼酸盐晶体，碲酸盐晶体为低能声子基质质量的1/3，硼酸盐晶体为低能声子基质质量的2/3；

所述的稀土离子氧化物为Nd₂O₃和Pm₂O₃，Nd₂O₃、Pm₂O₃各为稀土离子氧化物质量的1/2；

2)取低能声子基质总质量的50％的低能声子基质，与稀土离子氧化物，采用行星磨混合，粉磨至粒度为d₅₀≤1μm，d₉₀≤5μm；然后在氧化气氛下烧结，烧结温度为1200℃，升为温速率6℃/分钟，保温2小时，自然冷却后，再经行星磨混合，粉磨至粒度为d₅₀≤1μm，d₉₀≤5μm，获得第一步制备粉体；

3)取剩余的低能声子基质与第一步制备粉体混合，在氧化气氛下烧结，烧结温度为1200℃，升为温速率6℃/分钟，保温2小时，经自然冷却后，再经流化床气流磨超细粉碎，粉碎粒度为d₅₀≤0.5μm，d₉₀≤2μm，得到可见光下转换红外频移材料。

实施例13：

一种可见光下转换红外频移材料的制备方法，它包括如下步骤：

1)按各组分所占质量百分数最佳为：低能声子基质80％，稀土离子氧化物总含量10％，过渡金属离子氧化物总含量8％，烧结助剂2％，选取低能声子基质、稀土离子氧化物、过渡金属离子氧化物和烧结助剂，备用；

所述的低能声子基质为3Y-ZrO₂；

所述的稀土离子氧化物为Sm₂O₃和Eu₂O₃，Sm₂O₃、Eu₂O₃各为稀土离子氧化物质量的1/2；

所述的过渡金属离子氧化物为TiO₂；

所述的烧结助剂为MgO；

2)取低能声子基质总质量的20％的低能声子基质，与稀土离子氧化物、过渡金属离子氧化物和烧结助剂，采用行星磨混合，粉磨至粒度为d₅₀≤1μm，d₉₀≤5μm；然后在氧化气氛下烧结，烧结温度为1300℃，升为温速率6℃/分钟，保温2小时，自然冷却后，再经行星磨混合，粉磨至粒度为d₅₀≤1μm，d₉₀≤5μm，获得第一步制备粉体；

3)取剩余的低能声子基质与第一步制备粉体混合，在氧化气氛下烧结，烧结温度为1300℃，升为温速率6℃/分钟，保温2小时，经自然冷却后，再经流化床气流磨超细粉碎，粉碎粒度为d₅₀≤0.5μm，d₉₀≤2μm，得到可见光下转换红外频移材料。

实施例14：

一种可见光下转换红外频移材料的制备方法，它包括如下步骤：

1)按各组分所占质量百分数最佳为：低能声子基质90％，稀土离子氧化物总含量2％，过渡金属离子氧化物总含量7.5％，烧结助剂0.5％，选取低能声子基质、稀土离子氧化物、过渡金属离子氧化物和烧结助剂，备用；

所述的低能声子基质为3Y-ZrO₂；

所述的稀土离子氧化物为Gd₂O₃和Tb₂O₃，Gd₂O₃、Tb₂O₃各为稀土离子氧化物质量的1/2；

所述的过渡金属离子氧化物为Cr₂O₃、MoO₂和WO₃，Cr₂O₃、MoO₂、WO₃各为过渡金属离子氧化物质量的1/3；

所述的烧结助剂为MgO和CaO，MgO所占烧结助剂质量百分数为80％，CaO所烧结助剂占质量百分数为20％；

2)取低能声子基质总质量的40％的低能声子基质，与稀土离子氧化物、过渡金属离子氧化物和烧结助剂，采用行星磨混合，粉磨至粒度为d₅₀≤1μm，d₉₀≤5μm；然后在氧化气氛下烧结，烧结温度为1350℃，升为温速率6℃/分钟，保温2小时，自然冷却后，再经行星磨混合，粉磨至粒度为d₅₀≤1μm，d₉₀≤5μm，获得第一步制备粉体；

3)取剩余的低能声子基质与第一步制备粉体混合，在氧化气氛下烧结，烧结温度为1300℃，升为温速率6℃/分钟，保温2小时，经自然冷却后，再经流化床气流磨超细粉碎，粉碎粒度为d₅₀≤0.5μm，d₉₀≤2μm，得到可见光下转换红外频移材料。

注：本发明所列举的各原料都能实现本发明，在此不一一列举实施例；本发明各原料的上下限取值、以及其区间值，都能实现本发明，在此不一一列举实施例；本发明各工艺参数(如温度、时间等)的上下限取值、以及其区间值，都能实现本发明，在此不一一列举实施例。

Claims (2)

1.一种可见光下转换红外频移材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)按各组分所占质量百分数为：低能声子基质80％，稀土离子氧化物总含量10％，过渡金属离子氧化物总含量8％，烧结助剂2％，选取低能声子基质、稀土离子氧化物、过渡金属离子氧化物和烧结助剂，备用；

所述的低能声子基质为3Y-ZrO₂；

所述的稀土离子氧化物为Sm₂O₃和Eu₂O₃，Sm₂O₃、Eu₂O₃各占稀土离子氧化物总质量的1/2；

所述的过渡金属离子氧化物为TiO₂；

所述的烧结助剂为MgO；

2)取低能声子基质总质量的20％的低能声子基质，与上述稀土离子氧化物、过渡金属离子氧化物和烧结助剂，采用行星磨混合，粉磨至粒度为d₅₀≤1μm，d₉₀≤5μm；然后在氧化气氛下烧结，烧结温度为1300℃，升温速率为6℃/分钟，保温2小时，自然冷却后，再经行星磨混合，粉磨至粒度为d₅₀≤1μm，d₉₀≤5μm，获得第一步制备粉体；

3)取剩余的低能声子基质与第一步制备粉体混合，在氧化气氛下烧结，烧结温度为1300℃，升温速率为6℃/分钟，保温2小时，经自然冷却后，再经流化床气流磨超细粉碎，粉碎粒度为d₅₀≤0.5μm，d₉₀≤2μm，得到可见光下转换红外频移材料；

其中d₅₀表示筛下累计百分数为50％所对应的粒径值，d₉₀表示筛下累计百分数为90％所对应的粒径值。

2.一种可见光下转换红外频移材料的制备方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)按各组分所占质量百分数为：低能声子基质90％，稀土离子氧化物总含量2％，过渡金属离子氧化物总含量7.5％，烧结助剂0.5％，选取低能声子基质、稀土离子氧化物、过渡金属离子氧化物和烧结助剂，备用；

所述的低能声子基质为3Y-ZrO₂；

所述的稀土离子氧化物为Gd₂O₃和Tb₂O₃，Gd₂O₃、Tb₂O₃各占稀土离子氧化物总质量的1/2；

所述的过渡金属离子氧化物为Cr₂O₃、MoO₂和WO₃，Cr₂O₃、MoO₂、WO₃各占过渡金属离子氧化物总质量的1/3；

所述的烧结助剂为MgO和CaO，MgO所占烧结助剂质量百分数为80％，CaO所占烧结助剂质量百分数为20％；

2)取低能声子基质总质量的40％的低能声子基质，与稀土离子氧化物、过渡金属离子氧化物和烧结助剂，采用行星磨混合，粉磨至粒度为d₅₀≤1μm，d₉₀≤5μm；然后在氧化气氛下烧结，烧结温度为1350℃，升温速率为6℃/分钟，保温2小时，自然冷却后，再经行星磨混合，粉磨至粒度为d₅₀≤1μm，d₉₀≤5μm，获得第一步制备粉体；

3)取剩余的低能声子基质与第一步制备粉体混合，在氧化气氛下烧结，烧结温度为1300℃，升温速率为6℃/分钟，保温2小时，经自然冷却后，再经流化床气流磨超细粉碎，粉碎粒度为d₅₀≤0.5μm，d₉₀≤2μm，得到可见光下转换红外频移材料；

其中d₅₀表示筛下累计百分数为50％所对应的粒径值，d₉₀表示筛下累计百分数为90％所对应的粒径值。