[發(fā)明專利]一種寬帶近紅外熒光陶瓷及其制備方法和應(yīng)用有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202110297549.1 | 申請(qǐng)日： | 2021-03-19 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN113213933B | 公開(kāi)（公告）日： | 2022-04-08 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 鄭國(guó)君;肖文戈;邱建榮 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 浙江大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào)： | C04B35/505 | 分類(lèi)號(hào)： | C04B35/505;C04B35/622;C09K11/80;H01L33/50 |
| 代理公司： | 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200 | 代理人： | 林超 |
| 地址： | 310058 浙江*** | 國(guó)省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 寬帶 紅外 熒光 陶瓷 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開(kāi)了一種寬帶近紅外熒光陶瓷及其制備方法和應(yīng)用。寬帶近紅外熒光陶瓷按化學(xué)組成Y3?x?zAxAl5?x?ySixO12：yCr3+，zYb3+的元素計(jì)量比制備而成，其中，A為Mg、Ca、Sr、Ba元素中的一種或多種，x、y、z的取值范圍分別為：0.5≤x≤1.5，0.005≤y≤0.2，0≤z≤0.2，以及寬帶近紅外熒光陶瓷在熒光轉(zhuǎn)換型LED器件中的應(yīng)用。本發(fā)明制備的寬帶近紅外熒光陶瓷量子效率高、熱穩(wěn)定性優(yōu)異；且制備工藝簡(jiǎn)單、高效，不需要高壓、高真空等極端條件，在常壓下通過(guò)玻璃晶化的方法即可制備，并且其可以通過(guò)與低/高功率LED等固態(tài)激發(fā)光源組合封裝出低/高功率寬帶近紅外發(fā)光器件，此發(fā)光器件能夠作為固態(tài)光源應(yīng)用于近紅外短波段探測(cè)、醫(yī)療食品檢測(cè)等領(lǐng)域。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種寬帶近紅外熒光陶瓷及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)
近紅外光源是一種具有廣泛應(yīng)用的光源。其650～1700nm范圍內(nèi)的紅光及近紅外光可以較深的穿入人體組織并覆蓋了含氫基團(tuán)(O-H、N-H、C-H)振動(dòng)的吸收區(qū)特征信息，因此近紅外光源可應(yīng)用于人臉識(shí)別技術(shù)、夜視監(jiān)控、深層生物醫(yī)學(xué)成像、光治療及石油化工、高分子、制藥、臨床醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、紡織工業(yè)和食品檢測(cè)等領(lǐng)域。
目前實(shí)現(xiàn)寬帶近紅外光譜的方式主要集中在組合不同波段的LED芯片或者使用熒光轉(zhuǎn)換材料。但多波段LED芯片相互組合從而實(shí)現(xiàn)超寬譜(650～1700nm)范圍的近紅外光的發(fā)射，由于技術(shù)難度極大且發(fā)光不穩(wěn)定，因此很難實(shí)現(xiàn)。而采用LED與單一組分近紅外轉(zhuǎn)換材料相結(jié)合的方式因其具有高效、環(huán)保、長(zhǎng)壽命、體積小等許多優(yōu)點(diǎn)而備受青睞。但目前依然存在一些技術(shù)問(wèn)題亟待解決：例如專利文獻(xiàn)CN 108795424 A公布了一種寬帶發(fā)射的近紅外熒光粉及其制備方法與應(yīng)用，其中在應(yīng)用部分采用了有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合的封裝方式，即將有機(jī)樹(shù)脂或硅膠與熒光粉混合后覆蓋在LED芯片上，而以大功率LED或者激光二極管(LD)等作為激發(fā)光源的高功率熒光轉(zhuǎn)換型寬帶近紅外發(fā)射光源在運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生巨大的熱量，使得器件的運(yùn)行溫度大于100℃。由于有機(jī)材料的物理化學(xué)穩(wěn)定性差且熱導(dǎo)率低，器件在高溫下極易出現(xiàn)老化、發(fā)光性下降等現(xiàn)象。又如專利文獻(xiàn)CN107573937A公布了一種組份為MBO3:Cr；M為Sc、Al、Lu、Gd、Y中的至少一種的發(fā)光材料，其可在藍(lán)光LED激發(fā)下發(fā)射700～920nm范圍內(nèi)的近紅外光。但其明顯偏窄的光譜極大的限制了其在近紅外光譜技術(shù)方面的應(yīng)用，無(wú)法有效地對(duì)化學(xué)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行鑒定和分析。又如非專利文獻(xiàn)Wang C,Wang X,Zhou Y,etal.An ultra-broadband near-infrared Cr3+-activated gallogermanateMg3Ga2GeO8phosphor as light sources for food analysis[J].ACS AppliedElectronic Materials,2019,1(6):1046-1053公布了組成為Mg3Ga2GeO8:Cr3+的可發(fā)射波段范圍600～1200nm近紅外光的發(fā)光材料，但是其量子效率只有35％，且熱穩(wěn)定性差，在150℃下發(fā)光強(qiáng)度已經(jīng)衰減至室溫的55％，因此，此材料無(wú)法真正意義的實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一、一種寬帶近紅外熒光陶瓷：
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