CN103351858A - 一种稀土掺杂的发光铁电材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稀土掺杂的发光材料，所述的发光材料的化学通式为ABi1-xBxM2O7，通式中，A选自Rb、K、Na和Li中的一种或几种，B选自Pr、Tb、Tm、Gd、Er、Eu、Dy、Yb和Ho中的一种或几种，M选自Nb、Ta和Sb中的一种或几种；x为掺杂B的摩尔比，x的取值范围为0＜x≤0.4。本发明制备的发光材料具有优异的发光性能和铁电性能，所发光的单色性好，强度较高，在光电集成，光电传感，LED技术等领域具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光铁电材料及制备方法，属于光电多功能材料领域。
背景技术
由于在换能器，驱动器，传感器，存储器及电光器件等方面具有广泛的应用前景，铁电材料是当前先进功能材料领域最具活力、最有前途的组成部分，是电子、信息、自动化、石油勘探、航空航天等领域的关键材料之一。为了适应新技术的发展，满足铁电材料与器件的功能化，小型化，智能化的要求，研究者在深入研究和不断改善材料性能的同时，积极开发和拓展新的功能，研制具有多功能的铁电材料。为了满足材料在高温环境下的应用要求，国内外的研究学者纷纷开发高居里温度铁电材料。另外，考虑到环境和人自身健康的因素，铁电陶瓷的无铅化也是当前研究热点之一。申请人所在的研究组首次在钛酸钡钙体系掺入稀土元素，实现了光-机-电功能转化，成功研制了既具有铁电性能，又具有光致发光，电致发光，应力发光多功能材料与器件，参见文章《Advanced Materials》（2005年，第17期，第1254-1258页）。另外，中国专利铋层状类钙钛矿结构的氧化物上转换发光压电材料及其制备方法（申请号：201110102113.9）公开了CaBi4Ti4O15:Er、SrBi4Ti4O15:Er和BaBi4Ti4O15:Er等具有高居里温度的铁电上转换发光材料。
目前，有关铋层状类钙钛结构发光材料并不多见，其中中国发明专利题为“一种稀土掺杂钛酸铋上转换发光铁电薄膜及其制备方法”（公开号CN101717201A）报道了Bi4Ti3O12薄膜上转换材料；中国发明专利题为“稀土掺杂钛酸铋上转换发光纳米晶材料”（公开号CN101724397A）报道了Bi4Ti3O12纳米晶上转换材料。以上的两篇专利中所涉及的Bi4Ti3O12薄膜或纳米粉体都是采用溶胶凝胶方法制备，过程较为复杂，成本较高，且产量较低。迄今为止，其它铋层状类钙钛矿结构氧化物压电材料的发光特性并未报道。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种新的稀土掺杂的发光材料及其制备方法，这种材料应用于光电多功能材料领域。
为实现上述目的及其它目的，本发明采用如下的技术方案实现的：
本发明提供一种稀土掺杂的发光材料，所述的发光材料的化学通式为ABi1-xBxM2O7，通式中，A选自Rb、K、Na和Li中的一种或几种，B选自Pr、Tb、Tm、Gd、Er、Eu、Dy、Yb和Ho中的一种或几种，M选自Nb、Ta和Sb中的一种或几种；x为掺杂B的摩尔比，x的取值范围为0＜x≤0.4。化学通式中元素右下角下标部分代表元素的摩尔比。
优选地，通式中x的取值范围为0.001＜x≤0.3。
较佳地，当B为Pr时，通式中x的取值范围为0.001＜x≤0.02。
较佳地，当B为Er时，通式中x的取值范围为0.01＜x≤0.35。
所述的发光铁电材料为采用固相反应法制得，所述的方法包括如下步骤：
（1）原料的称取：按化学通式ABi1-xBxM2O7中A、B和M的化学计量比称取以下原料：氧化铋，A元素的氧化物、氢氧化物或碳酸盐，稀土元素B的氧化物或硝酸盐，元素M的氧化物；
（2）研磨：向称量好的原材料中加入酒精混合均匀后研磨或球磨；
（3）预烧：将研磨或球磨后的原材料预烧，预烧温度为600～850℃，预烧1～10小时，冷却后以与步骤（2）相同的方式研磨烘干，制成预烧粉料；
（4）造粒：将预烧粉料过筛网，在其中加入浓度为1～15%的聚乙烯醇，充分搅拌，自然干燥，造粒，过筛网，制成球状粉粒；
（5）烧结：球状粉粒放入氧化铝坩埚内加盖，放入马弗炉，连续升温，进行排塑；再将样品在950～1200℃烧结1～10小时，降温至一定温度后关闭电源，随炉冷却至室温，出炉，即得到稀土掺杂的铋层状钙钛矿结构发光铁电材料；
或者将步骤（4）所得的预烧粉料，先采用1～20%的聚乙烯醇（PVA）作为粘结剂进行造粒，再在10～100MPa压力下压制成陶瓷生坯片，然后按照步骤（5）烧结，得到陶瓷块体材料即为稀土掺杂的铋层状钙钛矿结构发光铁电材料。
优选地，步骤（3）中聚乙烯醇的加入量为混合料重量的1～20%。
优选地，步骤（4）中预烧粉料过筛网中筛网的目数为150目。
优选地，步骤（4）中造粒后过筛网时筛网的目数为60目。
优选地，步骤（5）排塑的条件为在500℃～600℃下保温1～3小时
本发明制备的发光材料具有优异的发光性能和铁电性能，所发光的单色性好，强度较高，在光电集成，光电传感，LED技术等领域具有广阔的应用前景。本发明制备的发光材料中不含对人体和环境有严重污染的铅元素，属于无铅铁电体系材料。本发明制备的发光材料的居里温度高（＞900℃），是一种适合高温环境下应用的发光铁电材料。采用本发明制备方法，制成的发光铁电材料可在950～1200℃烧结，烧结温度较低。本发明制备方法具有工艺简单、工艺稳定、易于工业化推广等优点。
附图说明
图1为实施例1～7中产品的XRD图谱；
图2为实施例11～17中产品的XRD图谱；
图3为实施例1～7中产品的发射光谱；
图4为实施例1～7中产品的激发光谱；
图5为实施例11～17中产品的上转换发光光谱；
图6为实施例3中产品的电滞回线。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
制备RbBi1-xPrxNb2O7,其中x=0.001,制备方法如下：
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二铌粉末（99.9%），高纯Pr6O11（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1150℃煅烧2小时成瓷。制备出的发光材料的XRD谱如图1所示，光致发光光谱如图3和图4所示。本发明制备的发光材料具有优异的发光性能和铁电性能，所发红光的单色性好，强度较高。
实施例2
制备RbBi1-xPrxNb2O7,其中x=0.002，制备方法如下：
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二铌粉末（99.9%），高纯Pr6O11（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1150℃煅烧2小时成瓷。制备出的发光材料的XRD谱如图1所示，光致发光光谱如图3和图4所示。本发明制备的发光材料具有优异的发光性能和铁电性能，所发红光的单色性好，强度较高。
实施例3
制备RbBi1-xPrxNb2O7,其中x=0.004，制备方法如下：
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二铌粉末（99.9%），高纯Pr6O11（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1150℃煅烧2小时成瓷。制备出的发光材料的XRD谱如图1所示，光致发光光谱如图3和图4所示，图3是发光材料的电滞回线。本发明制备的发光材料具有优异的发光性能和铁电性能，所发红光的单色性好，强度较高。
实施例4
制备RbBi1-xPrxNb2O7,其中x=0.006，制备方法如下：
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二铌粉末（99.9%），高纯Pr6O11（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1150℃煅烧2小时成瓷。制备出的发光材料的XRD谱如图1所示，光致发光光谱如图3和图4所示。本发明制备的发光材料具有优异的发光性能和铁电性能，所发红光的单色性好，强度较高。
实施例5
制备RbBi1-xPrxNb2O7,其中x=0.008，制备方法如下：
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二铌粉末（99.9%），高纯Pr6O11（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1150℃煅烧2小时成瓷。制备出的发光材料的XRD谱如图1所示，光致发光光谱如图3和图4所示。本发明制备的发光材料具有优异的发光性能和铁电性能，所发红光的单色性好，强度较高。
实施例6
制备RbBi1-xPrxNb2O7,其中x=0.1，制备方法如下：
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二铌粉末（99.9%），高纯Pr6O11（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在氧气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在氧气中1150℃煅烧2小时成瓷。制备出的发光材料的XRD谱如图1所示，光致发光光谱如图3和图4所示。
实施例7
制备RbBi1-xPrxNb2O7,其中x=0.2，制备方法如下：
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二铌粉末（99.9%），高纯Pr6O11（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在氧气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在氧气中1150℃煅烧2小时成瓷。制备出的发光材料的XRD谱如图1所示，光致发光光谱如图3和图4所示。
实施例8
制备RbBi1-xPrxNb2O7,其中x=0.3，制备方法如下：
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二铌粉末（99.9%），高纯Pr6O11（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在氧气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在氧气中1150℃煅烧2小时成瓷。
实施例9
制备RbBi1-xErxNb2O7,其中x=0.01，制备方法如下：
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二铌粉末（99.9%），高纯Er2O3（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1150℃煅烧2小时成瓷。
实施例10
制备RbBi1-xErxNb2O7,其中x=0.03，制备方法如下：
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二铌粉末（99.9%），高纯Er2O3（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1150℃煅烧2小时成瓷。
实施例11
制备RbBi1-xErxNb2O7,其中x=0.05，制备方法如下：
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二铌粉末（99.9%），高纯Er2O3（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1150℃煅烧2小时成瓷。制备出的发光材料的XRD谱如图2所示，光致发光光谱如图5所示。本发明制备的发光材料具有优异的发光性能和铁电性能，所发光的单色性好，强度较高。
实施例12
制备RbBi1-xErxNb2O7,其中x=0.10，制备方法如下：
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二铌粉末（99.9%），高纯Er2O3（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1150℃煅烧2小时成瓷。制备出的发光材料的XRD谱如图2所示，光致发光光谱如图5所示。本发明制备的发光材料具有优异的发光性能和铁电性能，所发光的单色性好，强度较高。
实施例13
制备RbBi1-xErxNb2O7,其中x=0.15，制备方法如下：
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二铌粉末（99.9%），高纯Er2O3（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1150℃煅烧2小时成瓷。制备出的发光材料的XRD谱如图2所示，光致发光光谱如图5所示。本发明制备的发光材料具有优异的发光性能和铁电性能，所发光的单色性好，强度较高。
实施例14
制备RbBi1-xErxNb2O7,其中x=0.20，制备方法如下：
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二铌粉末（99.9%），高纯Er2O3（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1150℃煅烧2小时成瓷。制备出的发光材料的XRD谱如图2所示，光致发光光谱如图5所示。本发明制备的发光材料具有优异的发光性能和铁电性能，所发光的单色性好，强度较高。
实施例15
制备RbBi1-xErxNb2O7,其中x=0.25，制备方法如下：
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二铌粉末（99.9%），高纯Er2O3（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1150℃煅烧2小时成瓷。制备出的发光材料的XRD谱如图2所示，光致发光光谱如图5所示。本发明制备的发光材料具有优异的发光性能和铁电性能，所发光的单色性好，强度较高。
实施例16
制备RbBi1-xErxNb2O7,其中x=0.30，制备方法如下：
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二铌粉末（99.9%），高纯Er2O3（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1150℃煅烧2小时成瓷。制备出的发光材料的XRD谱如图2所示，光致发光光谱如图5所示。本发明制备的发光材料具有优异的发光性能和铁电性能，所发光的单色性好，强度较高。
实施例17
制备RbBi1-xErxNb2O7,其中x=0.35，制备方法如下：
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二铌粉末（99.9%），高纯Er2O3（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1150℃煅烧2小时成瓷。制备出的发光材料的XRD谱如图2所示，光致发光光谱如图5所示。本发明制备的发光材料具有优异的发光性能和铁电性能，所发光的单色性好，强度较高。
实施例18
制备RbBi1-xErxNb2O7,其中x=0.40，制备方法如下：
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二铌粉末（99.9%），高纯Er2O3（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1150℃煅烧2小时成瓷。
实施例19
制备KBi1-xYbxNb2O7,其中x=0.30，制备方法如下：
采用高纯碳酸钾（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二铌粉末（99.9%），高纯氧化钇（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1130℃煅烧2小时成瓷。
实施例20
制备NaBi1-xYbxNb2O7,其中x=0.40，制备方法如下：
采用高纯碳酸钠（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二铌粉末（99.9%），高纯氧化钇（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1150℃煅烧2小时成瓷。
实施例21
制备LiBi1-xGdxNb2O7,其中x=0.30，制备方法如下：
采用高纯碳酸锂（99.9%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二铌粉末（99.9%），高纯氧化钆（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1050℃煅烧2小时成瓷。
实施例22
制备RbBi1-xEuxTa2O7,其中x=0.40，制备方法如下：
采用高纯高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二钽粉末（99.9%），高纯氧化铕（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1200℃煅烧2小时成瓷。
实施例23
制备RbBi1-xPrxTa2O7,其中x=0.10，制备方法如下：
采用高纯高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二钽粉末（99.9%），高纯Pr6O11（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在氧气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在氧气中1200℃煅烧2小时成瓷。
实施例24
制备KBi1-xTbxNb2O7,其中x=0.20，制备方法如下：
采用高纯碳酸钾（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二钽粉末（99.9%），高纯氧化铽（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1130℃煅烧2小时成瓷。
实施例25
制备NaBi1-xDyxTa2O7,其中x=0.30，制备方法如下：
采用高纯碳酸钠（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二钽粉末（99.9%），高纯氧化镝（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1150℃煅烧2小时成瓷。
实施例26
制备LiBi1-xPrxTa2O7,其中x=0.006，制备方法如下:
采用高纯碳酸锂（99.9%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二钽粉末（99.9%），高纯Pr6O11（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1080℃煅烧2小时成瓷。
实施例27
制备RbBi1-xErxSb2O7,其中x=0.35，制备方法如下:
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二锑粉末（99.9%），高纯氧化饵（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1150℃煅烧2小时成瓷。
实施例28
制备RbBi1-xErxSb2O7,其中x=0.20，制备方法如下:
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二锑粉末（99.9%），高纯氧化饵（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在氧气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在氧气中1150℃煅烧2小时成瓷。
实施例29
制备RbBi1-xPr0.06Er0.04Sb2O7,其中x=0.10，制备方法如下:
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二锑粉末（99.9%），高纯Pr6O11（99.9%）,高纯氧化饵为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在氧气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在氧气中1150℃煅烧2小时成瓷。
实施例30
制备RbBi1-xDy0.1Er0.1Ho0.1Sb2O7,其中x=0.30，制备方法如下:
采用高纯碳酸铷（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二锑粉末（99.9%），高纯氧化镝（99.9%）、高纯氧化铒（99.9%）和高纯氧化钬（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在氧气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在氧气中1150℃煅烧2小时成瓷。
实施例31
制备NaBi1-xTmxSb2O7,其中x=0.20，制备方法如下:
采用高纯碳酸钠（99.8%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二锑粉末（99.9%），高纯Tm2O3（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1150℃煅烧2小时成瓷。
实施例32
制备LiBi1-xHoxSb2O7,其中x=0.30，制备方法如下:
采用高纯碳酸锂（99.9%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二锑粉末（99.9%），高纯氧化钬（99.9%）为原料，四者按1:0.35:2:0.15的摩尔比例称量后，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1060℃煅烧2小时成瓷。
实施例33
制备LiBi1-xErxSb2O7,其中x=0.10，制备方法如下:
采用高纯碳酸锂（99.9%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二锑粉末（99.9%），高纯Er2O3（99.9%）为原料，四化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1060℃煅烧2小时成瓷。
实施例34
制备RbBi1-xEr0.2Ho0.2Sb2O7,其中x=0.40，制备方法如下:
采用高纯碳酸铷（99.9%），氧化铋粉末（99.9%），五氧化二锑粉末（99.9%），高纯Er2O3（99.9%），高纯氧化钬（99.9%）为原料，化学计量比称取原料，放入玛瑙研钵中，以酒精为溶剂均匀混合后，酒精磨干后烘干粉末，将得到的粉末放置到刚玉舟中于750℃在空气中预烧4小时，冷却后以同样方式研磨烘干。烘干后的粉末造粒，成型，最后置于刚玉舟中在空气中1060℃煅烧2小时成瓷。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种稀土掺杂的发光材料，所述的发光材料的化学通式为ABi1-xBxM2O7，通式中，A选自Rb、K、Na和Li中的一种或几种，B选自Pr、Tb、Tm、Gd、Er、Eu、Dy、Yb和Ho中的一种或几种，M选自Nb、Ta和Sb中的一种或几种；x的取值范围为0＜x≤0.4。
2.如权利要求1所述的发光材料，其特征在于，所述发光材料通式中的x的取值范围为0＜x≤0.3。
3.如权利要求1-2中所述的发光材料的制备方法，其特征在于，所述的发光材料为采用固相反应法制得，所述的方法包括如下步骤：
（1）原料的称取：按化学通式ABi1-xBxM2O7中A、B和M的化学计量比称取以下原料：氧化铋，A元素的氧化物、氢氧化物或碳酸盐，稀土元素B的氧化物或硝酸盐，元素M的氧化物；
（2）研磨：向称量好的原材料中加入酒精混合均匀后研磨或球磨；
（3）预烧：将研磨或球磨后的原材料预烧，预烧温度为600～850℃，预烧1～10小时，冷却后以与步骤（2）相同的方式研磨烘干，制成预烧粉料；
（4）造粒：将预烧粉料过筛网，在其中加入浓度为1～15%的聚乙烯醇，充分搅拌，自然干燥，造粒，过筛网，制成球状粉粒；
（5）烧结：球状粉粒放入氧化铝坩埚内加盖，放入马弗炉，连续升温，进行排塑；再将样品在950～1200℃烧结1～10小时，降温至一定温度后关闭电源，随炉冷却至室温，出炉，得到稀土掺杂的铋层状钙钛矿结构发光铁电材料。
4.如权利要求3中的发光材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所得的预烧粉料，先采用1～20%的聚乙烯醇（PVA）作为粘结剂进行造粒，再在10～100MPa压力下压制成陶瓷生坯片，然后按照步骤（5）烧结，得到陶瓷块体材料即为稀土掺杂的铋层状钙钛矿结构发光铁电材料。
5.如权利要求3中的发光材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）中过筛网的筛网目数依次为150目和60目。
6.如权利要求3中的发光材料的制备方法，其特征在于，步骤（5）排塑的条件为在500℃～600℃下保温1～3小时。
7.如权利要求3中的发光材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）中聚乙烯醇的加入量为混合料重量的1～20%。
8.如权利要求1-2任一所述的发光材料在光电集成，光电传感和LED技术领域的应用。
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