[發明專利]一種Cr3

有效

• 申請號: 202011075440.5
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112300797B
• 公開（公告）日: 2022-02-08
• 發明（設計）人: 宋振;劉天瑤;蔡昊;安雅靜;劉泉林
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C09K11/71
• 分類號: C09K11/71;C09K11/81;H01L33/50
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種Cr³⁺摻雜的鍶銦磷酸鹽寬帶近紅外發光材料,其特征在于其化學通式為：Cr³⁺摻雜寬帶近紅外發光材料Sr₃In_1-x-yM_yP₃O₁₂：xCr³⁺，其中：M為Sc、Lu元素中的一種或多種，0.001≤x≤0.11，0≤y≤1；

所述Cr³⁺摻雜寬帶近紅外發光材料Sr₃In_1-x-yM_yP₃O₁₂：xCr³⁺屬于立方晶系，具有與Sr₃InP₃O₁₂相同的晶體結構，空間群為I-43d；

所述的Cr³⁺摻雜寬帶近紅外發光材料被紫外及可見光激發，產生強烈的近紅外發射，最佳激發波長在400-550nm范圍內，發射波長范圍為700-1100nm。

2.一種如權利要求1所述的Cr³⁺摻雜的鍶銦磷酸鹽寬帶近紅外發光材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

1)稱量物料：按照無機化合物通式Sr₃In_1-x-yM_yP₃O₁₂：xCr³⁺的化學計量比，依次稱量高純度SrCO₃，In₂O₃，Lu₂O₃，Sc₂O₃，NH₄H₂PO₄以及Cr₂O₃，稱取適量助熔劑；

2)將步驟1)稱量所得到的粉體置于瑪瑙研缽中，加入少量酒精進行研磨，研磨時間為20-40分鐘，等其干燥后置于高溫氧化鋁坩堝中；

3)將高溫氧化鋁坩堝置于箱式爐并設定程序進行預燒，以1-3℃/min的升溫速度加熱至900℃，保溫2-6小時，隨爐冷卻至室溫，將樣品重新研磨成粉末；

4)將步驟3)研磨后的粉末再次轉移到高溫氧化鋁坩堝中，并置于箱式爐中，升溫至900℃～1300℃，在高溫條件下保溫煅燒3-10小時，再以5-10℃/min的降溫速度冷卻至800℃，之后隨爐冷卻至室溫；

5)將冷卻得到的塊狀粉體進行再次研磨，得到具有與Sr₃InP₃O₁₂相同空間結構的近紅外發光材料；

6)進行后處理工藝，分級去除雜質；

所述步驟1)中，助熔劑為堿金屬鹵化物、堿土金屬鹵化物，Bi₂O₃，H₃BO₃中的至少一種；相對于原料的總重量，助熔劑的用量為1-10wt％。

3.如權利要求2所述的Cr³⁺摻雜的鍶銦磷酸鹽寬帶近紅外發光材料的制備方法，其特征在于：所述步驟3)中，采用碳酸鹽為原料時進行預燒，預燒的溫度900℃，保溫時間為2-6h；采用磷酸鹽為原料，升溫速率為1-3℃/min。

4.如權利要求2所述的Cr³⁺摻雜的鍶銦磷酸鹽寬帶近紅外發光材料的制備方法，其特征在于：所述步驟6)中，除雜過程包括酸洗、堿洗或水洗；后處理過程包括破碎、氣流粉碎、除雜、烘干、分級；分級過程采用沉陣法、篩分法、水力分級和氣流分級中至少一種。

5.按照權利要求2所述制備方法制備的Cr³⁺摻雜的近紅外發光材料配合紫外和藍光LED芯片，制成新型發光器件；或者同時使用所述的寬帶近紅外發光材料配合有機材料、陶瓷或玻璃，制成發射波長范圍為700-1100nm的新型發光材料。