CN116143498A - 近红外荧光陶瓷材料及其制备方法和近红外发光装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及近红外发光材料技术领域，具体地涉及一种近红外荧光陶瓷材料及其制备方法和近红外发光装置，近红外荧光陶瓷材料的表达式为Mg3Ga2‑x‑yGeO8:xCr3+,yYb3+，其中，0＜x≤0.08，0＜y≤0.08，该近红外荧光陶瓷材料可被蓝光LED芯片有效激发，具有发射光谱宽、导热性良好、发光效率高、使用寿命长、封装简单的优点，且制备方法简单，参数易控，原料易得，成本较低，可工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及近红外发光材料技术领域，具体地涉及一种近红外荧光陶瓷材料及其制备方法和近红外发光装置。
背景技术
宽带近红外光谱分析技术由于非破坏性和高穿透性，在生物传感、食品成分分析和医学测量等领域具有广泛应用。传统的近红外光源有钨灯和近红外二极管。钨灯存在其效率低、能耗高、体积大、寿命短的问题。近红外二极管虽然具有体积小，寿命长，高效、环保、节能等优点。但发射光谱窄，通常小于50nm，需采取多芯片集合的方案来拓宽发光光谱，由于每一个芯片都需要独立的供电电路，这将导致成本高且稳定性差。
大功率近红外LED光源要求近红外发光材料具有更高的效率，近红外LED器件具有更多的辐射功率。传统的封装工艺中，由于采用的环氧树脂或者硅胶的导热性能较差，而LED芯片工作时的温度高达150℃，这很容易导致荧光粉发光的热衰减以及环氧树脂或者硅胶的老化、变黄。尤其是在大功率LED中，芯片表面会产生大量热量，严重降低器件性能和使用寿命。
CN113308242A公开了一种新型Cr3+掺杂堇青石结构宽带近红外荧光粉及其制备方法，其特征在于化学组成如下：(AxBy)2-bC4-aD5O18:aCr3+,bRE，其中A、B为Mg、Ca、Zn、Ni、Li、Na、K、Sc、Lu、Gd等中的一种或几种组合；C为Al、Ga、Lu、Gd等中的一种或多种组合；D为Si、Ge、Te、Sn等中的一种或多种组合；RE为Yb、Nd、Ce、Er、Pr中的一种或几种组合，具有较高的发光效率，然而，该近红外发光材料为粉状，难以封装，且发发射光谱覆盖范围还有待拓展，发光效率也有待提升。
因此，可被蓝光LED芯片有效激发、具有高效率、封装简单的近红外荧光发光材料亟待开发。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中近红外发光材料难以兼具发射光谱宽、发光效率高、导热性好、封装容易的缺陷。
为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种近红外荧光陶瓷材料，所述近红外荧光陶瓷材料的表达式为Mg3Ga2-x-yGeO8:xCr3+,yYb3+，其中，0＜x≤0.08，0＜y≤0.08。
优选地，0.03＜x≤0.06，0.05＜y≤0.08，Cr3+、Yb3+。在此掺杂范围下，Mg3Ga2-x- yGeO8:xCr3+,yYb3+近红外荧光材料具有更高的内量子效率。
优选地，在激发波长为300nm～650nm的条件下，所述近红外荧光陶瓷材料的发射光谱范围包括650nm～1300nm。
进一步优选地，所述近红外荧光陶瓷材料的晶体结构属于空间群Imma，正交晶系。
本发明的第二方面提供一种近红外荧光陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将Mg源、Ga源、Ge源、Cr源和Yb源进行混合处理，得到混合物，其中，所述Mg源、Ga源、Ge源、Cr源和Yb源以元素计的摩尔用量比为3:(2-x-y):1:x:y，且0＜x≤0.08，0＜y≤0.08；
S2：在氧气气氛存在下，将所述混合物进行第一烧结处理，得到烧结体；
S3：将所述烧结体进行毛坯形成处理，得到毛坯；
S4：在还原气氛存在下，将所述毛坯进行第二烧结处理，得到所述近红外荧光陶瓷材料。
优选地，所述Mg源为MgO和/或MgCO3。
优选地，所述Ga源为Ga2O3和/或Ga2(CO3)3。
优选地，所述Ge源为GeO2和/或Ge(CO3)2。
优选地，所述Cr源为Cr2O3和/或Cr2(CO3)3。
优选地，所述Yb源为Yb2O3和/或Yb2(CO3)3。
优选地，在所述S1中，所述混合处理的操作包括：
在溶剂存在下，将所述Mg源、所述Ga源、所述Ge源、所述Cr源和所述Yb源进行第一研磨处理，以得到所述混合物。
进一步优选地，所述第一研磨处理的处理时间为30min～60min。
进一步优选地，所述溶剂为无水乙醇。
优选地，在所述S3中，所述毛坯形成处理包括以下步骤：
先将所述烧结体冷却至0℃～40℃，再将冷却后的所述烧结体进行第二研磨处理，得到平均粒径不大于74μm的粉体；
将所述粉体进行压制处理，得到素胚；
将所述素胚进行冷等静压处理，得到毛坯。
进一步优选地，所述第二研磨处理的处理时间为30min～60min。
进一步优选地，所述压制处理的压力为10MPa～30MPa。
进一步优选地，所述冷等静压处理的压力为150MPa～200MPa。
优选地，所述氧气气氛中的氧气体积分数为15％～100％。
优选地，所述第一烧结处理的温度为1300℃～1500℃，处理时间为2h～6h。
优选地，所述还原气氛选自氢气气氛、氨气气氛、一氧化碳气氛、氮氢混合气气氛中的至少一种。
优选地，所述第二烧结处理的温度为1300℃～1450℃，处理时间为2～6h。
进一步优选地，所述第一烧结处理的升温方式为程序性升温，升温速率为5～10℃/min。
更进一步优选地，所述还原气氛为氮氢混合气气氛，其中，所述氮氢混合气气氛中氢气体积分数为10％～40％。
进一步优选地，所述第二烧结处理的升温方式为程序性升温，升温速率为5～10℃/min。
本发明的第三方面提供一种近红外发光装置，所述近红外发光装置包括：
发光件，所述发光件由本发明第一方面提供的近红外荧光陶瓷材料或本发明第二方面提供的制备方法制备的近红外荧光陶瓷材料制成；以及
激发光源，所述激发光源用于激发所述发光件发射近红外光。
优选地，所述激发光源为紫光光源或蓝光光源；
进一步优选地，所述激发光源为发射波长范围为300～650nm的半导体芯片
本发明提供的近红外荧光陶瓷材料可被蓝光LED芯片有效激发，具有发射光谱宽、导热性良好、发光效率高、使用寿命长、封装简单的优点，且制备方法简单，参数易控，采用该近红外荧光陶瓷材料制得的近红外发光装置具有发射光谱宽、发光效率高、使用寿命长、稳定性优良和成本低的优点。
具体地，本发明提供的近红外荧光陶瓷材料具有以下有益效果：
第一：本发明提供的近红外荧光陶瓷材料导热性良好，不用环氧树脂或硅胶即可以远离芯片热源的方式直接与LED芯片封装，这样减小了荧光材料的热光衰，提高了LED器件的发光效率和使用寿命，降低了封装难度。
第二：本发明提供地近红外荧光陶瓷材料可被LED芯片有效激发，发射光谱覆盖范围宽，具有极高的内量子效率(内量子效率最高可达91％)。
第三：本发明提供的近红外荧光陶瓷材料为固体陶瓷块状，可直接用作发光件，发光件直接由单一的荧光组分(即Mg3Ga2-x-yGeO8:xCr3+,yYb3+)形成，不需要采用玻璃基体，既简化了发光件的制备工艺，又避免了现有近红外荧光陶瓷材料多为粉状，在制备发光件时混合不均匀的问题。
附图说明
图1是本发明实施例2提供的近红外荧光陶瓷材料的X射线衍射分析图；
图2是本发明实施例2提供的近红外荧光陶瓷材料的激发光谱图；
图3是本发明实施例2提供的近红外荧光陶瓷材料的发射光谱图；
图4是本发明实施例2提供的近红外荧光陶瓷材料的荧光发射光谱的归一化强度测试图。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
如前所述，本发明的第一方面提供了一种近红外荧光陶瓷材料，所述近红外荧光陶瓷材料的表达式为Mg3Ga2-x-yGeO8:xCr3+,yYb3+，其中，0＜x≤0.08，0＜y≤0.08。
本发明提供的近红外荧光陶瓷材料通过Cr3+/Yb3+共掺杂构筑能量传递来改善近红外发光，上述近红外荧光陶瓷材料的激活离子是Cr3+和Yb3+。其中，Cr3+是宽带发射，发光原理是4T2→4A2跃迁，Yb3+的发光原理是2F5/2→2F7/2跃迁。上述近红外荧光陶瓷材料可被蓝光LED芯片有效激发，具有发射光谱宽、导热性良好、发光效率高、使用寿命长、封装简单的优点。
根据一种特别优选的具体实施方式，0.03＜x≤0.06，0.05＜y≤0.08，本发明的发明人发现，当Cr3+和Yb3+在此掺杂范围条件下，制得的近红外荧光陶瓷材料具有导热性更好、发光效率更高、使用寿命更长的优点。
根据一种特别优选的具体实施方式，在激发波长为300nm～650nm的条件下，所述近红外荧光陶瓷材料的发射光谱范围包括650nm～1300nm。激发波长优选为400～500nm，进一步优选为420nm～500nm，可以更有效地激发所述近红外荧光陶瓷材料。
根据一种特别优选的具体实施方式，所述近红外荧光陶瓷材料的晶体结构属于空间群Imma，正交晶系，为尖晶石结构，该结构具有良好的力学和热学稳定性。
如前所述，本发明的第二方面提供了一种近红外荧光陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将Mg源、Ga源、Ge源、Cr源和Yb源进行混合处理，得到混合物，其中，所述Mg源、Ga源、Ge源、Cr源和Yb源以元素计的摩尔用量比为3:(2-x-y):1:x:y，且0＜x≤0.08，0＜y≤0.08；
S2：在氧气气氛存在下，将所述混合物进行第一烧结处理，得到烧结体；
S3：将所述烧结体进行毛坯形成处理，得到毛坯；
S4：在还原气氛存在下，将所述毛坯进行第二烧结处理，得到所述近红外荧光陶瓷材料。
本发明第二方面提供的制备方法，可用于制备本发明第一方面提供的近红外荧光陶瓷材料，且制备过程简单，参数易控，所用原料均来自市售，原料易得、成本较低、获得的产品质量稳定可靠，利于工业化生产，制得的近红外荧光陶瓷材料可被蓝光LED芯片有效激发，具有发射光谱宽、导热性良好、发光效率高、使用寿命长、封装简单的优点。
需要说明的是，在本发明提供的制备方法中，Mg源、Ga源、Ge源、Cr源和Yb源分别为能够提供Mg元素、Ga元素、Ge元素、Cr元素和Yb元素的物质。根据一种特别优选的具体实施方式，所述Mg源为MgO和/或MgCO3。根据一种特别优选的具体实施方式，所述Ga源为Ga2O3和/或Ga2(CO3)3，所述Ge源为GeO2和/或Ge(CO3)2，所述Cr源为Cr2O3和/或Cr2(CO3)3，所述Yb源为Yb2O3和/或Yb2(CO3)3。
根据一种特别优选的具体实施方式，在所述S1中，所述混合处理的操作包括：
将所述Mg源、所述Ga源、所述Ge源、所述Cr源和所述Yb源在溶剂中进行第一研磨处理，以得到所述混合物。
优选地，所述第一研磨处理的处理时间为30min～60min；处理时间进一步优选为30～45min。需要说明的是，本发明对第一研磨处理的温度没有特殊要求，示例性地，本发明所述的第一研磨处理在室温下进行。
根据一种特别优选的具体实施方式，相对于1g Mg源，溶剂的用量为2～5ml。
根据一种特别优选的具体实施方式，所述溶剂无水乙醇。
根据一种特别优选的具体实施方式，在所述S3中，所述毛坯形成处理包括以下步骤：
先将所述烧结体冷却至0℃～40℃，再将冷却后的所述烧结体进行第二研磨处理，得到平均粒径不大于74μm的粉体；
将所述粉体进行压制处理，得到素胚；
将所述素胚进行冷等静压处理，得到毛坯。
需要说明的是，本发明对冷却的方式没有特别的要求，只要能够实现烧结体冷却至0℃～40℃的目标即可；优选地，冷却方式为自然冷却，冷却至室温即可。
优选地，所述第二研磨处理的处理时间为30min～60min；进一步地，所述第二研磨处理的处理时间优选为30～45min。
优选地，所述压制处理的压力为10MPa～30MPa；根据一种特别优选的具体实施方式，所述压制处理的压力为20MPa。
优选地，所述冷等静压处理的压力为150MPa～200MPa；根据一种特别优选的具体实施方式，所述冷等静压处理的压力为180MPa。
优选地，所述氧气气氛中的氧气体积分数为15％～100％；根据一种特别优选的具体实施方式，所述氧气气氛为空气气氛，空气中氧气体积分数为21％，廉价易得，且满足本发明进行所述第一烧结处理所需的氧气含量要求，在空气中进行第一烧结处理，能够得到所述烧结体。
根据一种特别优选的具体实施方式，所述第一烧结处理的温度为1300℃～1500℃，处理时间为2h～6h，处理时间优选为4h。
根据一种特别优选的具体实施方式，所述还原气氛选自氢气气氛、氨气气氛、一氧化碳气氛、氮氢混合气气氛中的至少一种。
根据一种特别优选的具体实施方式，所述第二烧结处理的温度为1300℃～1450℃，处理时间为2～6h，处理时间优选为4h。
根据一种特别优选的具体实施方式，所述第一烧结处理的升温方式为程序性升温，升温速率为5～10℃/min。
根据一种特别优选的具体实施方式，所述还原气氛为氮氢混合气气氛，其中，所述氮氢混合气气氛中氢气体积分数为10％～40％。
根据一种特别优选的具体实施方式，所述第二烧结处理的升温方式为程序性升温，升温速率为5～10℃/min。
如前所述，本发明的第三方面提供了一种近红外发光装置，所述近红外发光装置包括：
发光件，所述发光件由本发明第一方面提供的近红外荧光陶瓷材料或本发明第二方面提供的制备方法制备的近红外荧光陶瓷材料制成；以及
激发光源，所述激发光源用于激发所述发光件发射近红外光。
根据一种特别优选的具体实施方式，所述激发光源为紫光光源或蓝光光源。
根据一种特别优选的具体实施方式，所述激发光源为发射波长范围为300～650nm的半导体芯片。
本发明提供的近红外发光装置，采用本发明第一方面提供的近红外荧光陶瓷材料制成发光件，不需要采用玻璃基体，既简化了发光件的制备工艺，又避免了现有近红外荧光陶瓷材料多为粉状，在制备发光件时混合不均匀的问题，制得的近红外发光装置具有发射光谱宽、发光效率高、使用寿命长、稳定性优良、和成本低的优点。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实例中，本发明所述室温为25℃±3℃，在没有特别说明的情况下，使用的各种原料均为市售品。
实施例1：Mg3Ga1.92GeO8:0.03Cr3+,0.05Yb3+近红外荧光陶瓷材料
本实施例提供的近红外荧光陶瓷材料的制备过程包括以下步骤：
S1：按照元素摩尔比为3：1.92：1：0.03：0.05的比例称取MgO、Ga2O3、GeO2、Cr2O3和Yb2O3，其中，MgO的质量为1g，将称量好的MgO、Ga2O3、GeO2、Cr2O3和Yb2O3原料置于玛瑙研钵中，加入5ml无水乙醇，进行第一研磨处理，研磨30min使其充分混合均匀，得到混合物；
S2：将混合物装入刚玉坩埚中，并转移至箱式高温烧结炉内，在空气气氛下，进行第一烧结处理，以5℃/min升温速率升温到1400℃，并保温4h，
得到烧结体；
S3：待烧结体自然冷却到室温后，进行第二研磨处理，研磨时间为30min，得到平均粒径为74μm的粉体；
在20MPa下，将上述粉体进行压制处理，得到素胚，然后在180MPa下，对素胚进行冷等静压处理，得到毛坯；
S4：在氮氢混合气气氛(氢气体积分数约为20％)下，对上述毛坯进行第二烧结处理，以5℃/min升温速率升温到1400℃，并保温4h，然后自然冷却，得到固体块状的近红外荧光陶瓷材料。
实施例2：Mg3Ga1.90GeO8:0.05Cr3+,0.05Yb3+近红外荧光陶瓷材料
本实施例提供的近红外荧光陶瓷材料的制备过程中，称取的原料MgO、Ga2O3、GeO2、Cr2O3和Yb2O3的元素摩尔比为3：1.90：1：0.05：0.05，其余步骤及参数同实施例1。
实施例3：Mg3Ga1.86GeO8:0.06Cr3+，0.08Yb3+近红外荧光陶瓷材料
本实施例提供的近红外荧光陶瓷材料的制备过程中，称取的原料MgO、Ga2O3、GeO2、Cr2O3和Yb2O3的元素摩尔比为3：1.86：1：0.06：0.08，其余步骤及参数同实施例1。
实施例4：Mg3Ga1.96GeO8:0.01Cr3+，0.03Yb3+近红外荧光陶瓷材料
本实施例提供的近红外荧光陶瓷材料的制备过程中，称取的原料MgO、Ga2O3、GeO2、Cr2O3和Yb2O3的元素摩尔比为3：1.96：1：0.01：0.03，其余步骤及参数同实施例1。
对比例1：Mg3Ga2GeO8陶瓷材料
本对比例提供的陶瓷材料的制备过程中，称取的原料MgO、Ga2O3、GeO2的元素摩尔比为3:2:1，其余步骤及参数同实施例1。
对比例2：Mg3Ga1.82GeO8:0.09Cr3+，0.09Yb3+近红外荧光陶瓷材料
本实施例提供的近红外荧光陶瓷材料的制备过程中，称取的原料MgO、Ga2O3、GeO2、Cr2O3和Yb2O3的元素摩尔比为3：1.82：1：0.09：0.09，其余步骤及参数同实施例1。
测试例1
将本发明实施例制得的近红外荧光陶瓷材料进行X射线粉末衍射分析，所采用的X射线粉末衍射仪型号为D8 Advance，购自德国Bruker公司。其中较为典型的，本发明在图1中示例性地提供了实施例2的近红外荧光陶瓷材料的X射线衍射分析图，将上述近红外荧光陶瓷材料的X射线衍射分析图与Mg3Ga2GeO8标准卡片比对，确认所得近红外荧光陶瓷材料为纯相且与Mg3Ga2GeO8同构，说明本发明提供的制备方法制得的近红外荧光陶瓷材料不含其他杂相，掺杂Cr元素和Yb元素近红外荧光陶瓷材料的分子结构不变，与Mg3Ga2GeO8基质相同，为尖晶石结构，具有良好的力学和热学稳定性。
测试例2
对本发明实施例和对比例提供的近红外荧光陶瓷材料进行激发光谱测试，测试方法及结果如下：
采用购自英国爱丁堡仪器公司的型号为FLSP920的多功能光谱测试系统，测试本发明实施例和对比例提供的近红外荧光陶瓷材料的激发光谱，固定近红外荧光陶瓷材料发射光的波长为750nm，测试结果如表1所示，其中，较为典型地，本发明在图2中示例性地提供了实施例2的近红外荧光陶瓷材料的激发光谱图，该激发光谱覆盖了300nm～650nm，其中最佳激发范围覆盖了420nm～500nm的蓝光区域，最强峰位于450nm附近，这与商用的蓝光LED能很好的匹配在一起。
测试例3
对本发明实施例和对比例提供的近红外荧光陶瓷材料进行激发光谱测试，测试方法及结果如下：
采用购自英国爱丁堡仪器公司的型号为FLSP920的多功能光谱测试系统，测试本发明实施例和对比例提供的近红外荧光陶瓷材料的发射光谱，在波长450nm蓝光激发下，测试结果如表1所示，其中，较为典型地，本发明在图3中示例性地提供了实施例2的近红外荧光陶瓷材料的发射光谱图，该近红外荧光陶瓷材料具有宽广的发射带，覆盖650nm～1300nm，其中发射主峰在870nm左右，半高宽180nm左右。
测试例4
采用购自英国爱丁堡仪器公司的型号为FLSP920的多功能光谱测试系统，配备牛津仪器公司生产的温度控制装置，对本发明实施例和对比例提供的近红外荧光陶瓷材料进行发光光谱的温度稳定性测试，测试结果如表1所示，其中，较为典型地，本发明在图4中示例性地提供了实施例2的近红外荧光陶瓷材料的荧光发射光谱的归一化强度测试图，在150℃下，该近红外荧光陶瓷材料的归一化强度仅衰减了8％，说明本发明实施例提供的近红外荧光陶瓷材料耐热性优良。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 对比例1 | 对比例2 | |
| 激发光谱/nm | 300～650 | 300～650 | 300～650 | 300～650 | 300～650 | 300～650 |
| 最佳激发范围/nm | 420～500 | 420～500 | 420～500 | 420～500 | —— | 420～500 |
| 激发光谱最强/nm | 450 | 450 | 450 | 450 | —— | 450 |
| 发射光谱/nm | 655～1295 | 650～1300 | 660～1290 | 680-1250 | —— | 680-1000 |
| 发射主峰/nm | 870 | 870 | 870 | 870 | —— | 870 |
| 发射主峰半高宽/nm | 175 | 180 | 170 | 150 | —— | 120 |
| 150℃归一化强度 | 衰减8.5％ | 衰减8％ | 衰减9％ | 衰减15％ | —— | 衰减20％ |
| 25℃时内量子效率(％) | 89 | 91 | 88 | 50 | —— | 30 |
由上述结果可知，本发明实施例1～3制得的近红外荧光陶瓷材料能够被300nm～650nm的蓝光光源和紫光光源有效激发，发射光谱覆盖范围宽，具有极高的内量子效率；对比例1制得的陶瓷材料不能被300nm～650nm的蓝光光源或紫光光源激发，相应的，也没有发射光谱，无法作为近红外发光材料；对比例2制得的近红外荧光陶瓷材料Cr元素和Yb元素掺杂量过高，内量子效率低、耐热性差，发射光谱覆盖范围窄。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种近红外荧光陶瓷材料，其特征在于，所述近红外荧光陶瓷材料的表达式为Mg3Ga2-x-yGeO8:xCr3+,yYb3+，其中，0＜x≤0.08，0＜y≤0.08。
2.根据权利要求1所述的近红外荧光陶瓷材料，其特征在于，0.03＜x≤0.06，0.05＜y≤0.08；
和/或，在激发波长为300nm～650nm的条件下，所述近红外荧光陶瓷材料的发射光谱范围包括650nm～1300nm；
和/或，所述近红外荧光陶瓷材料的晶体结构属于空间群Imma，正交晶系。
3.一种近红外荧光陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将Mg源、Ga源、Ge源、Cr源和Yb源进行混合处理，得到混合物，其中，所述Mg源、Ga源、Ge源、Cr源和Yb源以元素计的摩尔用量比为3:(2-x-y):1:x:y，且0＜x≤0.08，0＜y≤0.08；
S2：在氧气气氛存在下，将所述混合物进行第一烧结处理，得到烧结体；
S3：将所述烧结体进行毛坯形成处理，得到毛坯；
S4：在还原气氛存在下，将所述毛坯进行第二烧结处理，得到所述近红外荧光陶瓷材料。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述Mg源为MgO和/或MgCO3；
和/或，所述Ga源为Ga2O3和/或Ga2(CO3)3；
和/或，所述Ge源为GeO2和/或Ge(CO3)2；
和/或，所述Cr源为Cr2O3和/或Cr2(CO3)3；
和/或，所述Yb源为Yb2O3和/或Yb2(CO3)3。
5.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，在所述S1中，所述混合处理的操作包括：
在溶剂存在下，将所述Mg源、所述Ga源、所述Ge源、所述Cr源和所述Yb源进行第一研磨处理，以得到所述混合物；
优选地，所述第一研磨处理的处理时间为30min～60min；
优选地，所述溶剂为无水乙醇。
6.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，在所述S3中，所述毛坯形成处理包括以下步骤：
先将所述烧结体冷却至0℃～40℃，再将冷却后的所述烧结体进行第二研磨处理，得到平均粒径不大于74μm的粉体；
将所述粉体进行压制处理，得到素胚；
将所述素胚进行冷等静压处理，得到毛坯。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第二研磨处理的处理时间为30min～60min；
和/或，所述压制处理的压力为10MPa～30MPa；
和/或，所述冷等静压处理的压力为150MPa～200MPa。
8.根据权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，所述氧气气氛中的氧气体积分数为15％～100％；
和/或，所述第一烧结处理的温度为1300℃～1500℃，处理时间为2h～6h；
和/或，所述还原气氛选自氢气气氛、氨气气氛、一氧化碳气氛、氮氢混合气气氛中的至少一种；
和/或，所述第二烧结处理的温度为1300℃～1450℃，处理时间为2～6h。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述第一烧结处理的升温方式为程序性升温，升温速率为5～10℃/min；
和/或，所述还原气氛为氮氢混合气气氛，其中，所述氮氢混合气气氛中氢气体积分数为10％～40％；
和/或，所述第二烧结处理的升温方式为程序性升温，升温速率为5～10℃/min。
10.一种近红外发光装置，其特征在于，所述近红外发光装置包括：
发光件，所述发光件由权利要求1～2任一所述的近红外荧光陶瓷材料或权利要求3～9任一所述的制备方法制备的近红外荧光陶瓷材料制成；以及
激发光源，所述激发光源用于激发所述发光件发射近红外光；
优选地，所述激发光源为紫光光源或蓝光光源。
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