CN105198225A - 一类双激活离子掺杂双晶相玻璃陶瓷荧光温度探针材料及其制备方法 - Google Patents

一类双激活离子掺杂双晶相玻璃陶瓷荧光温度探针材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105198225A
CN105198225A CN201510670012.XA CN201510670012A CN105198225A CN 105198225 A CN105198225 A CN 105198225A CN 201510670012 A CN201510670012 A CN 201510670012A CN 105198225 A CN105198225 A CN 105198225A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ion
mol
glass ceramics
temperature probe
twin crystal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201510670012.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN105198225B (zh
Inventor
陈大钦
万忠义
刘珅
周洋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hangzhou Dianzi University
Original Assignee
Hangzhou Dianzi University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hangzhou Dianzi University filed Critical Hangzhou Dianzi University
Priority to CN201510670012.XA priority Critical patent/CN105198225B/zh
Publication of CN105198225A publication Critical patent/CN105198225A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105198225B publication Critical patent/CN105198225B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

本发明公开一类双激活离子掺杂双晶相玻璃陶瓷荧光温度探针材料及其制备方法。该玻璃陶瓷组分如下SiO2:30-50mol%;Al2O3:15-30mol%;NaF:0-20mol%;LiF:0-20mol%;ZnO:0-15mol%;ReF3:5-15mol%;Ga2O3:5-20mol%;LnF3:0.001-2mol%;TM化合物:0.001-2mol%。其中Ln为稀土离子发光中心;TM为过渡金属离子发光中心。上述玻璃陶瓷采用熔体急冷法和后续晶化热处理制备。本发明玻璃陶瓷具有强烈的温度依赖发射,可作为自校正荧光温度探测材料,最高温度灵敏度可达到8%K-1

Description

一类双激活离子掺杂双晶相玻璃陶瓷荧光温度探针材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及固体发光材料领域,尤其是涉及一种可用作自校正荧光温度探针的双晶相玻璃陶瓷复合材料及其制备方法。
背景技术
温度是最基本的热力学参数。温度的准确测量,对于探索新材料的许多重要的物理现象与应用研究具有十分重要的意义。传统的接触式温度测量由于需要热交换和实现热平衡等条件,在空间分辨率和响应时间上经常受到很大的限制,甚至当被测物体比较小时,其测量结果不再能反应被测对象实际的温度。
近年来,一类新颖的非接触式温度探测技术---荧光温度探测技术,受到了研究人员的广泛关注。该技术采用发光材料作为温度探针,通过测量材料的荧光性质随温度的变化来进行温度探测。通常情况下,发光材料的荧光强度、发射峰的峰位、发射峰的宽度、荧光寿命以及荧光强度比等都可以用来进行温度测量。但荧光强度、发射峰的峰位、发射峰的宽度对外界因素比如光源、气氛以及压力都很敏感,而荧光强度比则不受外界因素、光谱损失以及激发光源波动性等影响,所以基于材料荧光强度比的非接触式温度测量具有无创、快速响应、高灵敏的优点,且能适应于快速移动、强电、磁场、腐蚀环境、及微波感应加热等接触式温度计不能使用的恶劣或复杂的环境。
目前常规的基于荧光强度比的温度探针材料是以单一稀土离子作为荧光激活剂掺入到基质,选取该离子位置比较接近的两个能级作为热耦合对。以Er3+离子的2H11/24S3/2热耦合能级对为例,二者的发射峰分别位于535纳米和550纳米左右,间距约为15纳米;由于两个发光峰太过接近,甚至可能产生交叠,因而不利于两个荧光信号的识别,无法满足高精度测量的需要。
本发明涉及一类稀土与过渡族离子双掺杂的含氟化物与氧化物双晶相的透明玻璃陶瓷复合材料。玻璃晶化处理后,稀土与过渡族离子分别分离进入氟化物与氧化物晶相中,进而有效地抑制了两者不利的能量传递。以稀土离子发光作为参比,过渡金属离子发光作为温度探针,基于两者荧光强度比作为测温参数,实测温度灵敏度可达到8﹪K-1。与近年来报导的采用稀土离子热耦合能级对进行温度探测材料相比,双晶相玻璃陶瓷自校正荧光温度探针的灵敏度可提高10倍以上。
发明内容
本发明的第一目的是针对现有技术的不足,提出一种稀土和过渡金属离子共掺杂的含氟化物和氧化物双晶相的透明玻璃陶瓷复合材料,可望用于荧光温度传感器件、具有高温度灵敏度的固体发光材料。
本发明透明玻璃陶瓷为共混物,包括以下各摩尔百分含量的组分:
SiO2:30~50mol﹪;Al2O3:15~30mol﹪;NaF:0~20mol﹪;LiF:0~20mol﹪;ZnO:0~15mol﹪;ReF3:5~15mol﹪;Ga2O3:5~20mol﹪;LnF3:0.001~2mol﹪;TM化合物:0.001~2mol﹪。其中,Re为Gd离子、Y离子的一种或两者任意比例的混合物;Ln为稀土离子发光中心如Eu离子、Tb离子、Sm离子、Dy离子、Pr离子或Tm离子等;TM代表过渡金属离子发光中心如Cr离子或Mn离子等,其中TM化合物可以是含TM的氧化物、氟化物、碳酸盐、硝酸盐或有机酸盐等;此外,NaF和LiF含量不同时为零且两者含量之和至少达到15mol﹪。
本发明的另一个目的是提供上述玻璃陶瓷的制备方法,该方法采用熔体急冷法和后续热处理,具体过程如下:
将粉体原料SiO2、Al2O3、NaF、LiF、ZnO、ReF3、Ga2O3、LnF3、TM化合物按照一定组分配比研磨均匀后置于坩埚中,置于电阻炉中加热到1400~1600℃后保温0~5小时,然后将玻璃熔液快速倒入300℃预热的铜模中成型;退火后的玻璃继续在600~750℃加热保温1~10小时使之发生晶化,得到双晶相透明玻璃陶瓷。
在双晶相透明玻璃陶瓷中各原料的摩尔百分含量如下:
SiO2:30~50mol﹪;
Al2O3:15~30mol﹪;
NaF:0~20mol﹪;
LiF:0~20mol﹪;
ZnO:0~15mol﹪;
ReF3:5~15mol﹪;
Ga2O3:5~20mol﹪;
LnF3:0.001~2mol﹪;
TM化合物:0.001~2mol﹪;NaF和LiF不同时为零,且两者mol﹪之和至少达到15mol﹪;
其中ReF3为GdF3、YF3的一种或两者任意比例的混合物;LnF3为稀土离子发光中心如EuF3、TbF3、SmF3、DyF3、PrF3或TmF3等;TM代表过渡金属离子发光中心如Cr离子或Mn离子等,TM化合物可以是含TM的氧化物、氟化物、碳酸盐、硝酸盐或有机酸盐等。
采用以上前驱玻璃组分和制备工艺,成功获得了在氧化物玻璃基体中含均匀分布的稀土离子掺杂氟化物(如:Eu3+:YF3,Eu3+:GdF3)和过渡离子掺杂氧化物(如:Cr3+:Ga2O3,Cr3+:ZnAl2O4)双晶相玻璃陶瓷。在紫外光激发条件下,可探测到源自稀土离子和过渡金属离子的双模发光。重要的是,随着温度升高,过渡金属离子发射强度急剧下降而稀土离子发射强度只发生微弱变化,以二者荧光强度比作为测温参数,温度灵敏度可高可达到8﹪K-1
本发明的玻璃陶瓷制备工艺简单、成本低廉、易制成异型件(如光纤等),可望开发成为一种新型的自校正荧光温度探针。
附图说明
图1是实例1中玻璃陶瓷透射电镜照片;
图2是实例1中玻璃陶瓷样品温度相关发射谱图;
图3是实例1中玻璃陶瓷样品发光照片。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的分析。
实例1:将4molSiO2、2.2molAl2O3、1.2molNaF、0.5molLiF、1.09molGdF3、0.995molGa2O3、0.01molEuF3和0.005molCr2O3粉体,精确称量后置于玛瑙研钵中,研磨半小时以上使其均匀混合,而后置于坩埚中,于程控高温箱式电阻炉中加热到1600℃后保温0.5小时,然后,将玻璃熔液快速倒入300℃预热的铜模中成形;将获得的前驱玻璃放入电阻炉中,在750℃保温1小时,得到40SiO2:22Al2O3:12NaF:5LiF:9.95Ga2O3:10.9GdF3:0.1EuF3:0.05Cr2O3(摩尔比)淡绿色的透明玻璃陶瓷。
透射电镜研究表明,该玻璃陶瓷中有大量尺寸为30~40nm的GdF3和3~5nm的Ga2O3两种晶相颗粒均匀分布于氧化物玻璃基体中(如图1所示);电子能谱仪分析表明稀土离子偏聚于GdF3纳米晶中,而过渡金属离子进入Ga2O3晶相中。用FS5荧光光谱仪测量得到在紫外光激发条件下的温度相关光致发射谱(如图2所示),可探测到源自Eu3+和Cr3+的双模发光,样品发光颜色呈红色(如图3所示)。随着温度升高,过渡金属离子发射强度急剧下降而稀土离子发射强度只发生微弱变化,以二者荧光强度比作为测温参数,可得到测温灵敏度为5﹪K-1
实例2:将4molSiO2、2.2molAl2O3、1.2molNaF、0.5molLiF、1.0999molGdF3、0.8molGa2O3、0.0001molEuF3和0.2molCr2O3粉体,精确称量后置于玛瑙研钵中,研磨半小时以上使其均匀混合,而后置于坩埚中,于程控高温箱式电阻炉中加热到1600℃后保温0.5小时,然后,将玻璃熔液快速倒入300℃预热的铜模中成形;将获得的前驱玻璃放入电阻炉中,在750℃保温2小时,得到40SiO2:22Al2O3:12NaF:5LiF:8Ga2O3:10.999GdF3:0.001EuF3:2Cr2O3(摩尔比)淡绿色的透明玻璃陶瓷。该玻璃陶瓷中含有大量GdF3和Ga2O3两种晶相颗粒。用荧光光谱仪测量样品的温度相关光致发射谱,可探测到源自Eu3+和Cr3+的双模发光,其测温灵敏度为1.3﹪K-1
实例3:将4molSiO2、2.2molAl2O3、1.2molNaF、0.5molLiF、0.9molGdF3、0.9999molGa2O3、0.2molEuF3和0.0001molCr2O3粉体,精确称量后置于玛瑙研钵中,研磨半小时以上使其均匀混合,而后置于坩埚中,于程控高温箱式电阻炉中加热到1600℃后保温0.5小时,然后,将玻璃熔液快速倒入300℃预热的铜模中成形;将获得的前驱玻璃放入电阻炉中,在750℃保温2小时,得到40SiO2:22Al2O3:12NaF:5LiF:9.999Ga2O3:9GdF3:2EuF3:0.001Cr2O3(摩尔比)淡绿色的透明玻璃陶瓷。该玻璃陶瓷中含有大量GdF3和Ga2O3两种晶相颗粒。用荧光光谱仪测量样品的温度相关光致发射谱,可探测到源自Eu3+和Cr3+的双模发光,其测温灵敏度为4.1﹪K-1
实例4:将3molSiO2、3molAl2O3、1.5molNaF、0.99molYF3、1.49molGa2O3、0.01molEuF3和0.01molCr2O3粉体,精确称量后置于玛瑙研钵中,研磨半小时以上使其均匀混合,而后置于坩埚中,于程控高温箱式电阻炉中加热到1500℃后保温5小时,然后,将玻璃熔液快速倒入300℃预热的铜模中成形;将获得的前驱玻璃放入电阻炉中,在650℃保温5小时,得到含有大量YF3和Ga2O3两种晶相颗粒的透明玻璃陶瓷。该玻璃陶瓷是30SiO2:30Al2O3:15NaF:14.9Ga2O3:9.9YF3:0.1EuF3:0.1Cr2O3(摩尔比)的共混物。用荧光光谱仪测量样品的温度相关光致发射谱,可探测到源自Eu3+和Cr3+的双模发光,其测温灵敏度为8﹪K-1
实例5:将3molSiO2、3molAl2O3、1.5molNaF、0.99molYF3、1.49molGa2O3、0.01molEuF3和0.01molCr2O3粉体,精确称量后置于玛瑙研钵中,研磨半小时以上使其均匀混合,而后置于坩埚中,于程控高温箱式电阻炉中加热到1500℃后保温5小时,然后,将玻璃熔液快速倒入300℃预热的铜模中成形;将获得的前驱玻璃放入电阻炉中,在650℃保温5小时,得到含有大量YF3和Ga2O3两种晶相颗粒的透明玻璃陶瓷。该玻璃陶瓷是30SiO2:30Al2O3:15NaF:14.9Ga2O3:9.9YF3:0.1EuF3:0.1Cr2O3(摩尔比)的共混物。用荧光光谱仪测量样品的温度相关光致发射谱,可探测到源自Eu3+和Cr3+的双模发光,其测温灵敏度为8﹪K-1
实例6:将3molSiO2、3molAl2O3、1.5molLiF、0.99molYF3、1.49molGa2O3、0.01molEuF3和0.01molCr2O3粉体,精确称量后置于玛瑙研钵中,研磨半小时以上使其均匀混合,而后置于坩埚中,于程控高温箱式电阻炉中加热到1500℃后保温5小时,然后,将玻璃熔液快速倒入300℃预热的铜模中成形;将获得的前驱玻璃放入电阻炉中,在650℃保温5小时,得到含有大量YF3和Ga2O3两种晶相颗粒的透明玻璃陶瓷。该玻璃陶瓷是30SiO2:30Al2O3:15NaF:14.9Ga2O3:9.9YF3:0.1EuF3:0.1Cr2O3(摩尔比)的共混物。用荧光光谱仪测量样品的温度相关光致发射谱,可探测到源自Eu3+和Cr3+的双模发光,其测温灵敏度为7.2﹪K-1
实例7:将3molSiO2、1.5molAl2O3、1.5molNaF、1.5molLiF、0.99molYF3、1.49molGa2O3、0.01molEuF3和0.01molCr2O3粉体,精确称量后置于玛瑙研钵中,研磨半小时以上使其均匀混合,而后置于坩埚中,于程控高温箱式电阻炉中加热到1400℃后(保温0小时)直接将玻璃熔液快速倒入300℃预热的铜模中成形;将获得的前驱玻璃放入电阻炉中,在600℃保温10小时,得到含有大量YF3和Ga2O3两种晶相颗粒的透明玻璃陶瓷。该玻璃陶瓷是30SiO2:15Al2O3:15NaF:15LiF:14.9Ga2O3:9.9YF3:0.1EuF3:0.1Cr2O3(摩尔比)的共混物。用荧光光谱仪测量样品的温度相关光致发射谱,可探测到源自Eu3+和Cr3+的双模发光,其测温灵敏度为7.7﹪K-1
实例8:将3.7molSiO2、2.4molAl2O3、0.6molNaF、0.9molLiF、0.6molZnO、0.99molYF3、0.79molGa2O3、0.01molEuF3和0.01molCr2O3粉体,精确称量后置于玛瑙研钵中,研磨半小时以上使其均匀混合,而后置于坩埚中,于程控高温箱式电阻炉中加热到1550℃保温1小时后,将玻璃熔液快速倒入300℃预热的铜模中成形;将获得的前驱玻璃放入电阻炉中,在730℃保温2小时,得到含有大量YF3和ZnAl2O4两种晶相颗粒的透明玻璃陶瓷。该玻璃陶瓷是37SiO2:24Al2O3:6NaF:9LiF:6ZnO:7.9Ga2O3:9.9YF3:0.1EuF3:0.1Cr2O3(摩尔比)的共混物。用荧光光谱仪测量样品的温度相关光致发射谱,可探测到源自Eu3+和Cr3+的双模发光,其测温灵敏度为5.6﹪K-1
实例9:将3.7molSiO2、1.5molAl2O3、0.6molNaF、0.9molLiF、1.5molZnO、0.99molYF3、0.79molGa2O3、0.01molEuF3和0.01molCr2O3粉体,精确称量后置于玛瑙研钵中,研磨半小时以上使其均匀混合,而后置于坩埚中,于程控高温箱式电阻炉中加热到1500℃保温2小时后,将玻璃熔液快速倒入300℃预热的铜模中成形;将获得的前驱玻璃放入电阻炉中,在700℃保温2小时,得到含有大量YF3和ZnAl2O4两种晶相颗粒的透明玻璃陶瓷。该玻璃陶瓷是37SiO2:15Al2O3:6NaF:9LiF:15ZnO:7.9Ga2O3:9.9YF3:0.1EuF3:0.1Cr2O3(摩尔比)的共混物。用荧光光谱仪测量样品的温度相关光致发射谱,可探测到源自Eu3+和Cr3+的双模发光,其测温灵敏度为4.9﹪K-1
实例10:将3.7molSiO2、1.5molAl2O3、0.6molNaF、0.9molLiF、1.5molZnO、0.99molYF3、0.79molGa2O3、0.01molTbF3和0.01molMnO粉体,精确称量后置于玛瑙研钵中,研磨半小时以上使其均匀混合,而后置于坩埚中,于程控高温箱式电阻炉中加热到1500℃保温2小时后,将玻璃熔液快速倒入300℃预热的铜模中成形;将获得的前驱玻璃放入电阻炉中,在700℃保温2小时,得到含有大量YF3和ZnAl2O4两种晶相颗粒的透明玻璃陶瓷。该玻璃陶瓷是37SiO2:15Al2O3:6NaF:9LiF:15ZnO:7.9Ga2O3:9.9YF3:0.1TbF3:0.1MnO(摩尔比)的共混物。用荧光光谱仪测量样品的温度相关光致发射谱,可探测到源自Tb3+和Mn4+的双模发光,其测温灵敏度为2.6﹪K-1
实例11:将3.7molSiO2、1.5molAl2O3、0.6molNaF、0.9molLiF、1.5molZnO、0.99molYF3、0.79molGa2O3、0.01molSmF3和0.01molMnCO3粉体,按的配比精确称量后置于玛瑙研钵中,研磨半小时以上使其均匀混合,而后置于坩埚中,于程控高温箱式电阻炉中加热到1500℃保温2小时后,将玻璃熔液快速倒入300℃预热的铜模中成形;将获得的前驱玻璃放入电阻炉中,在700℃保温2小时,得到含有大量YF3和ZnAl2O4两种晶相颗粒的透明玻璃陶瓷。该玻璃陶瓷是37SiO2:15Al2O3:6NaF:9LiF:15ZnO:7.9Ga2O3:9.9YF3:0.1SmF3:0.1MnCO3(摩尔比)的共混物。用荧光光谱仪测量样品的温度相关光致发射谱,可探测到源自Sm3+和Mn4+的双模发光,其测温灵敏度为3.4﹪K-1
实例12:将3.7molSiO2、1.5molAl2O3、0.6molNaF、0.9molLiF、1.5molZnO、0.99molYF3、0.79molGa2O3、0.01molPrF3和0.01molMnF2粉体,精确称量后置于玛瑙研钵中,研磨半小时以上使其均匀混合,而后置于坩埚中,于程控高温箱式电阻炉中加热到1500℃保温2小时后,将玻璃熔液快速倒入300℃预热的铜模中成形;将获得的前驱玻璃放入电阻炉中,在700℃保温2小时,得到含有大量YF3和ZnAl2O4两种晶相颗粒的透明玻璃陶瓷。该玻璃陶瓷是37SiO2:15Al2O3:6NaF:9LiF:15ZnO:7.9Ga2O3:9.9YF3:0.1PrF3:0.1MnF2(摩尔比)的共混物。用荧光光谱仪测量样品的温度相关光致发射谱,可探测到源自Pr3+和Mn4+的双模发光,其测温灵敏度为3.8﹪K-1
实例13:将3.7molSiO2、1.5molAl2O3、0.6molNaF、0.9molLiF、1.5molZnO、0.99molYF3、0.79molGa2O3、0.01molTmF3和0.01molC6H13MnO8粉体,精确称量后置于玛瑙研钵中,研磨半小时以上使其均匀混合,而后置于坩埚中,于程控高温箱式电阻炉中加热到1500℃保温2小时后,将玻璃熔液快速倒入300℃预热的铜模中成形;将获得的前驱玻璃放入电阻炉中,在700℃保温2小时,得到含有大量YF3和ZnAl2O4两种晶相颗粒的透明玻璃陶瓷。该玻璃陶瓷是37SiO2:15Al2O3:6NaF:9LiF:15ZnO:7.9Ga2O3:9.9YF3:0.1TmF3:0.1C6H13MnO8(摩尔比)的共混物。用荧光光谱仪测量样品的温度相关光致发射谱,可探测到源自Tm3+和Mn4+的双模发光,其测温灵敏度为3.3﹪K-1
实例14:将5molSiO2、1.7999molAl2O3、2molLiF、0.25molYF3、0.25molGdF3、0.5molGa2O3、0.2molDyF3和0.0001molCr(NO3)3粉体,精确称量后置于玛瑙研钵中,研磨半小时以上使其均匀混合,而后置于坩埚中,于程控高温箱式电阻炉中加热到1500℃保温2小时后,将玻璃熔液快速倒入300℃预热的铜模中成形;将获得的前驱玻璃放入电阻炉中,在700℃保温2小时,得到含有大量(Y,Gd)F3和Ga2O3两种晶相颗粒的透明玻璃陶瓷。该玻璃陶瓷是50SiO2:17.999Al2O3:20LiF:5Ga2O3:2.5YF3:2.5GdF3:2DyF3:0.001Cr(NO3)3(摩尔比)的共混物。用荧光光谱仪测量样品的温度相关光致发射谱,可探测到源自Dy3+和Cr3+的双模发光,其测温灵敏度为1.7﹪K-1
实例15:将3molSiO2、1.5molAl2O3、2molNaF、1.3molYF3、2molGa2O3、0.1molTmF3和0.1molC6H13MnO8粉体,精确称量后置于玛瑙研钵中,研磨半小时以上使其均匀混合,而后置于坩埚中,于程控高温箱式电阻炉中加热到1500℃保温2小时后,将玻璃熔液快速倒入300℃预热的铜模中成形;将获得的前驱玻璃放入电阻炉中,在700℃保温2小时,得到含有大量YF3和Ga2O3两种晶相颗粒的透明玻璃陶瓷。该玻璃陶瓷是30SiO2:15Al2O3:20NaF:20Ga2O3:13YF3:1TmF3:1C6H13MnO8(摩尔比)的共混物。用荧光光谱仪测量样品的温度相关光致发射谱,可探测到源自Tm3+和Mn4+的双模发光,其测温灵敏度为3.4﹪K-1
实例16:将3molSiO2、1.5molAl2O3、2molNaF、1.5molYF3、1.8molGa2O3、0.1molTmF3和0.1molC6H13MnO8粉体,精确称量后置于玛瑙研钵中,研磨半小时以上使其均匀混合,而后置于坩埚中,于程控高温箱式电阻炉中加热到1500℃保温2小时后,将玻璃熔液快速倒入300℃预热的铜模中成形;将获得的前驱玻璃放入电阻炉中,在700℃保温2小时,得到含有大量YF3和Ga2O3两种晶相颗粒的透明玻璃陶瓷。该玻璃陶瓷是30SiO2:15Al2O3:20NaF:18Ga2O3:15YF3:1TmF3:1C6H13MnO8(摩尔比)的共混物。用荧光光谱仪测量样品的温度相关光致发射谱,可探测到源自Tm3+和Mn4+的双模发光,其测温灵敏度为3.7﹪K-1
上述实施例并非是对于本发明的限制,本发明并非仅限于上述实施例,只要符合本发明要求,均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一类双激活离子掺杂双晶相玻璃陶瓷荧光温度探针材料,为共混物,其特征在于包括以下各摩尔百分含量的组分:
SiO2:30~50mol﹪;Al2O3:15~30mol﹪;NaF:0~20mol﹪;LiF:0~20mol﹪;ZnO:0~15mol﹪;ReF3:5~15mol﹪;Ga2O3:5~20mol﹪;LnF3:0.001~2mol﹪;TM化合物:0.001~2mol﹪;其中NaF和LiF含量不同时为零且两者含量之和至少达到15mol﹪,Re为Gd离子、Y离子的一种或两者任意比例的混合物,Ln为稀土离子发光中心,TM为过渡金属离子发光中心。
2.制备如权利要求1所述的一类双激活离子掺杂双晶相玻璃陶瓷荧光温度探针材料的方法,其特征在于该方法是将粉体原料SiO2、Al2O3、NaF、LiF、ZnO、ReF3、Ga2O3、LnF3、TM化合物按照一定组分配比研磨均匀后置于坩埚中,置于电阻炉中加热到1400~1600℃后保温0~5小时,然后将玻璃熔液快速倒入300℃预热的铜模中成型;退火后的玻璃继续在600~750℃加热保温1~10小时使之发生晶化,得到双晶相透明玻璃陶瓷;
在双晶相透明玻璃陶瓷中各原料的摩尔含量如下:
SiO2:30~50mol﹪;
Al2O3:15~30mol﹪;
NaF:0~20mol﹪;
LiF:0~20mol﹪;
ZnO:0~15mol﹪;
ReF3:5~15mol﹪;
Ga2O3:5~20mol﹪;
LnF3:0.001~2mol﹪;
TM化合物:0.001~2mol﹪;NaF和LiF不同时为零,且两者摩尔含量之和至少达到15mol﹪;
其中ReF3为GdF3、YF3的一种或两者任意比例的混合物;LnF3为含稀土离子发光中心的氟化物;TM为过渡金属离子发光中心。
3.如权利要求1所述的一类双激活离子掺杂双晶相玻璃陶瓷荧光温度探针材料或如权利要求2所述的一类双激活离子掺杂双晶相玻璃陶瓷荧光温度探针材料的制备方法,其特征在于TM化合物可以是含TM的氧化物、氟化物、碳酸盐、硝酸盐或有机酸盐等。
4.如权利要求1所述的一类双激活离子掺杂双晶相玻璃陶瓷荧光温度探针材料或如权利要求2或3所述的一类双激活离子掺杂双晶相玻璃陶瓷荧光温度探针材料的制备方法,其特征在于Ln为Eu离子、Tb离子、Sm离子、Dy离子、Pr离子或Tm离子等;TM为Cr离子或Mn离子等。
5.如权利要求2所述的一类双激活离子掺杂双晶相玻璃陶瓷荧光温度探针材料的制备方法,其特征在于采用熔体急冷法和后续晶化热处理制备。
6.如权利要求1所述的一类双激活离子掺杂双晶相玻璃陶瓷荧光温度探针材料的用途,其特征在于:具有强烈的温度依赖发射,可作为自校正荧光温度探测材料,其最高温度灵敏度可达到8﹪K-1
CN201510670012.XA 2015-10-13 2015-10-13 一类双激活离子掺杂双晶相玻璃陶瓷荧光温度探针材料及其制备方法 Expired - Fee Related CN105198225B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510670012.XA CN105198225B (zh) 2015-10-13 2015-10-13 一类双激活离子掺杂双晶相玻璃陶瓷荧光温度探针材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510670012.XA CN105198225B (zh) 2015-10-13 2015-10-13 一类双激活离子掺杂双晶相玻璃陶瓷荧光温度探针材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105198225A true CN105198225A (zh) 2015-12-30
CN105198225B CN105198225B (zh) 2017-07-14

Family

ID=54946256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510670012.XA Expired - Fee Related CN105198225B (zh) 2015-10-13 2015-10-13 一类双激活离子掺杂双晶相玻璃陶瓷荧光温度探针材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105198225B (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106007365A (zh) * 2016-05-26 2016-10-12 浙江大学 制备稀土离子Tm3+和ZnO纳米晶共掺的铝硅酸盐玻璃的方法及其产品和应用
CN106186701A (zh) * 2016-07-08 2016-12-07 华南理工大学 一种具有力致发光性能的微晶玻璃及其制备方法
CN106495474A (zh) * 2016-10-11 2017-03-15 杭州电子科技大学 一种可用于温度探测的Eu2+/Eu3+双掺杂玻璃陶瓷复合材料及其制备方法和应用
CN107129154A (zh) * 2017-07-02 2017-09-05 桂林电子科技大学 用于荧光温度探针的透明玻璃陶瓷材料及制备方法
CN108675641A (zh) * 2018-05-31 2018-10-19 华南理工大学 一种双模式温度传感的微晶玻璃及其制备方法和应用
CN108840571A (zh) * 2018-07-03 2018-11-20 中国科学院福建物质结构研究所 一种用于荧光温度探针的双晶相玻璃陶瓷及其制备方法
CN108975714A (zh) * 2018-08-29 2018-12-11 华南理工大学 一种促进植物光合作用的双能转光玻璃及其制备方法
CN109912224A (zh) * 2019-01-26 2019-06-21 桂林电子科技大学 用于光学测温的氟磷灰石纳米玻璃陶瓷材料及制备方法
CN110146194A (zh) * 2019-06-25 2019-08-20 哈尔滨工业大学 一种基于混合感温材料的荧光强度比测温方法
CN113390529A (zh) * 2021-06-10 2021-09-14 松山湖材料实验室 适于超宽测温范围的荧光测温方法
CN114230182A (zh) * 2021-12-16 2022-03-25 桂林电子科技大学 一种稀土掺杂透明光电铌酸盐玻璃陶瓷材料及制备方法
CN115340864A (zh) * 2022-09-15 2022-11-15 厦门理工学院 一种红色发光材料及其制备方法和应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101701855A (zh) * 2009-11-06 2010-05-05 南昌航空大学 一种荧光温度传感器探针及其制作方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101701855A (zh) * 2009-11-06 2010-05-05 南昌航空大学 一种荧光温度传感器探针及其制作方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YUNLONG YU: "A new transparent oxyfluoide glass ceramic with improved luminescence", 《JOURNAL OF NON-CRYSTALLINE SOLIDS》 *

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106007365A (zh) * 2016-05-26 2016-10-12 浙江大学 制备稀土离子Tm3+和ZnO纳米晶共掺的铝硅酸盐玻璃的方法及其产品和应用
CN106007365B (zh) * 2016-05-26 2018-07-31 浙江大学 制备稀土离子Tm3+和ZnO纳米晶共掺的铝硅酸盐玻璃的方法及其产品和应用
CN106186701A (zh) * 2016-07-08 2016-12-07 华南理工大学 一种具有力致发光性能的微晶玻璃及其制备方法
CN106186701B (zh) * 2016-07-08 2019-05-14 华南理工大学 一种具有力致发光性能的微晶玻璃及其制备方法
CN106495474B (zh) * 2016-10-11 2019-04-23 杭州电子科技大学 一种可用于温度探测的Eu2+/Eu3+双掺杂玻璃陶瓷复合材料及其制备方法和应用
CN106495474A (zh) * 2016-10-11 2017-03-15 杭州电子科技大学 一种可用于温度探测的Eu2+/Eu3+双掺杂玻璃陶瓷复合材料及其制备方法和应用
CN107129154A (zh) * 2017-07-02 2017-09-05 桂林电子科技大学 用于荧光温度探针的透明玻璃陶瓷材料及制备方法
CN107129154B (zh) * 2017-07-02 2019-09-27 桂林电子科技大学 用于荧光温度探针的透明玻璃陶瓷材料及制备方法
CN108675641A (zh) * 2018-05-31 2018-10-19 华南理工大学 一种双模式温度传感的微晶玻璃及其制备方法和应用
CN108675641B (zh) * 2018-05-31 2020-10-27 华南理工大学 一种双模式温度传感的微晶玻璃及其制备方法和应用
CN108840571A (zh) * 2018-07-03 2018-11-20 中国科学院福建物质结构研究所 一种用于荧光温度探针的双晶相玻璃陶瓷及其制备方法
CN108840571B (zh) * 2018-07-03 2020-12-29 中国科学院福建物质结构研究所 一种用于荧光温度探针的双晶相玻璃陶瓷及其制备方法
CN108975714A (zh) * 2018-08-29 2018-12-11 华南理工大学 一种促进植物光合作用的双能转光玻璃及其制备方法
CN109912224A (zh) * 2019-01-26 2019-06-21 桂林电子科技大学 用于光学测温的氟磷灰石纳米玻璃陶瓷材料及制备方法
CN109912224B (zh) * 2019-01-26 2021-09-21 桂林电子科技大学 用于光学测温的氟磷灰石纳米玻璃陶瓷材料及制备方法
CN110146194A (zh) * 2019-06-25 2019-08-20 哈尔滨工业大学 一种基于混合感温材料的荧光强度比测温方法
CN113390529A (zh) * 2021-06-10 2021-09-14 松山湖材料实验室 适于超宽测温范围的荧光测温方法
CN113390529B (zh) * 2021-06-10 2023-10-27 松山湖材料实验室 适于超宽测温范围的荧光测温方法
CN114230182A (zh) * 2021-12-16 2022-03-25 桂林电子科技大学 一种稀土掺杂透明光电铌酸盐玻璃陶瓷材料及制备方法
CN114230182B (zh) * 2021-12-16 2023-12-01 桂林电子科技大学 一种稀土掺杂透明光电铌酸盐玻璃陶瓷材料及制备方法
CN115340864A (zh) * 2022-09-15 2022-11-15 厦门理工学院 一种红色发光材料及其制备方法和应用
CN115340864B (zh) * 2022-09-15 2023-08-25 厦门理工学院 一种红色发光材料及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN105198225B (zh) 2017-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105198225A (zh) 一类双激活离子掺杂双晶相玻璃陶瓷荧光温度探针材料及其制备方法
CN106495474B (zh) 一种可用于温度探测的Eu2+/Eu3+双掺杂玻璃陶瓷复合材料及其制备方法和应用
Ding et al. None‐rare‐earth activated Ca14Al10Zn6O35: Bi3+, Mn4+ phosphor involving dual luminescent centers for temperature sensing
Zhang et al. Upconversion luminescence of Ba9Y2Si6O24: Yb3+-Ln3+ (Ln= Er, Ho, and Tm) phosphors for temperature sensing
Chen et al. Yb 3+/Ln 3+/Cr 3+(Ln= Er, Ho) doped transparent glass ceramics: crystallization, Ln 3+ sensitized Cr 3+ upconversion emission and multi-modal temperature sensing
Liu et al. Investigation into the temperature sensing behavior of Yb 3+ sensitized Er 3+ doped Y 2 O 3, YAG and LaAlO 3 phosphors
CN107129154B (zh) 用于荧光温度探针的透明玻璃陶瓷材料及制备方法
CN104535222B (zh) 一种基于三价镨离子发光特性的高灵敏度温度测量方法
Chen et al. Dual-phase nano-glass-ceramics for optical thermometry
CN111019652B (zh) 一种荧光测温材料及其制备方法
Wadhwa et al. Multi‐phase glass‐ceramics containing CaF2: Er3+ and ZnAl2O4: Cr3+ nanocrystals for optical temperature sensing
CN109761499A (zh) 二价锰掺杂CsPbCl3钙钛矿量子点玻璃荧光温度探针复合材料及其制备方法和应用
CN111073642B (zh) 一种新型自校准荧光温度探针材料及其制备方法和应用
CN104316214A (zh) Er3+和Yb3+掺杂的ALn(MoO4)2上转换发光材料在光学温度传感器中的应用
CN113292998B (zh) 一种双激活离子掺杂双钙钛矿型荧光温度探针材料及其制备方法和应用
CN109341891A (zh) 基于Er3+和Nd3+上转换发光的荧光强度比用于高灵敏度大范围温度探测的方法
CN108840571A (zh) 一种用于荧光温度探针的双晶相玻璃陶瓷及其制备方法
Zanuto et al. Two ratiometric thermometry methods based on the interplay between Eu2+ and Eu3+ and single Eu3+ emissions on OH−-free low-silica calcium aluminosilicate glass
Wang et al. Dual-emitting phosphor Sr 4 Al 14 O 25: Eu 2+/3+ prepared in air for ratiometric temperature sensing
Yu et al. Dual-emission center ratiometric optical thermometer based on Bi 3+ and Mn 4+ co-doped SrGd 2 Al 2 O 7 phosphor
Dong et al. Comparative study on fluorescence intensity ratio and chromatic coordinate temperature measurement using CsPbBr3-Eu3+ co-doped glass
CN112194365A (zh) 一种铒镱共掺氧氟碲酸盐玻璃及其制备方法
CN105481254A (zh) 具有转光和光温传感双功能的透明玻璃陶瓷及其制备方法
CN107557009B (zh) 具有高灵敏度用于温度探测的发光材料及其制备方法
CN115029137B (zh) 一种高灵敏多参数温度探针荧光粉及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170714