专利名称：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
技术领域：
本发明涉及一类红外光激发的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，属于光电多功能材料领域。
背景技术：
上转换发光材料是一种在红外激光激发下能够发射出可见光的材料，在防伪、红外探测、三维立体显示、短波长全固态激光器、生物标记、太阳能电池等领域均有广泛的应用前景。目前，商用的上转换发光材料主要是氟化物，它虽然具有较低的声子能量，较高的上转换发光几率，但是制备工艺复杂，且氟化物具有毒性，热稳定性和化学稳定性较差。和氟化物相比，氧化物的声子能量高，难以获得高的上转换发光效率，但是它具有更简单的制备工艺，更好的热稳定性和化学稳定性，更能满足实际应用。为了获得具有较高的热稳定性能与发光效率的氧化物上转换发光材料是实现其相关应用的关键技术之一。因此，研究和开发氧化物上转换发光材料具有重要的应用意义。近来，已有钙钛矿结构的氧化物掺杂Er 或共掺％和Er元素上转换发光材料的报道，如具有钙钛矿结构氧化物为基质的上转换发光材料有(I)CaTiO3 Journal of Luminescence, 2008,128 :797-799 ；(2)SrTiO3 Journal of Alloys and Compounds,2006,415 :280-283 ；(3) BaTiO3 =Optics Express, 2011,19(3) :1824-1829;(4)PbTiO3 Journal of Fluorescence, 2009,19 :511-516 ；(5)Na0.5Bi0 5Ti03 Journal of the American Ceramic Society, 2007,90 (2) 664-666 ；(6) NaNbO3 Journal of Alloys and Compounds, 2005, 391 :302-306 ；(7)KNbO3=Thin Solid Films,2009, 517 :4138-4142 ；但是，以上这类钙钛矿结构氧化物作为基质的上转换材料，发光效率低，在一定程度上限制了其应用。铋基氧化物作为一种新型的上转换基质体系，具有良好的化学稳定性和热稳定性，重金属铋基氧化物比常规氧化物有更低的声子能量，从而具有更高的发射效率。然而当前，铋基氧化物作为基质的上转换材料主要是玻璃形态，如掺杂稀土镓-锗-铋-铅玻璃，参看中国发明专利题为“掺杂稀土的镓锗铋铅发光玻璃材料及其制备方法和应用”(公开号CN1807310A)。和玻璃相比，陶瓷材料具有优良的力学性能和机械性能，陶瓷氧化物上转换材料具有更广的应用。目前，有关铋层状类钙钛结构氧化物的上转换发光材料报道并不多见，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CN1017M397A)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上转换发光特性并未报道。作为一类压电和铁电材料，在改善其压电和铁电特性过程中发现，这类铋层状氧化物晶格中的钙钛矿层(AnrlBmO3lrt)2-的A位对许多掺杂离子具有很大的相容性， 而这种相容并不改变基质材料晶格的整体结构。这种相容性为采用稀土掺杂这类铋层状氧化物，设计其上转换发光特性，并在一定程度上保留或改善原有的压电和铁电性能，为开发其多功能化应用提供了可行性。
发明内容
本发明的目的是提供一种红外光激发的铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换发光压电材料及固相反应制备方法，以克服现有技术的不足。本发明的铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换发光压电材料，为采用固相反应法在具有铋层状类钙钛矿结构的氧化物基质中掺杂稀土元素所制得，所述上转换发光压电材料的化学通式为Am+x_yRxYbyBi2Bm03m+3，其中 A 为适合于 12 配位的 Bi3+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、pb2+、 Na+、K+、La3+和Y3+中的一种离子或两种以上离子的组合，R选自稀土元素Er3+、Ho3+、Tm3+离子中的一种或多种，B为适合于6配位的Ti4+、&4+、Nb5+、Ta5+、W6+和Mo6+中的一种离子或两种以上离子的组合；m取正整数且2彡m彡8，x的取值范围为0. 000001 ^ x^ 0.3,y的取值范围为0 < y < 0. 6。化学通式中元素右下角下标部分代表元素的摩尔比。进一步的，所述上转换发光压电材料的化学通式中，y的取值范围为0 < y ^ 0. 6 ；再进一步的，y的取值范围为0. 02彡y彡0. 6 ；更进一步的，y的取值范围为 0. 02 ^ y ^ 0. 32。进一步的，所述上转换发光压电材料的化学通式中，χ的取值范围为 0. 01彡X彡0. 3 ；再进一步的，X的取值范围为0. 01彡X彡0. 16 ；更进一步的，χ的取值范围为 0. 01 < χ < 0. 06。优选的，所述铋层状类钙钛矿结构的氧化物基质为CaBi2Nb2O9^ SrBi2Nb2O9^ BaBi2Nb2O9^ PdBi2Nb2O9^ (Nal72Bil72)Bi2Nb2O9^ (Kl72Bil72) Bi2Nb2O9^ (K1/4Na1/4Bi1/2) Bi2Nb2O9、CaBi2Ta2O9^ SrBi2Ta2O9^ BaBi2Ta2O9^ (Na1/2Bi1/2) Bi2Ta2O9^ (K1/2Bi1/2) Bi2Ta2O9^ (K1/4Na1/4Bi1/2) Bi2Ta2O9^ BiBi2TiNbO9^ BiBi2TiTaO9^ (Ca1/2Bi1/2) Bi2Ti1/2Nb3/209> (Kl76Bi576) Bi2Ti473Nb273Wl73O9^ (Nal76Bi576)Bi2Ti473Nb273Wl73O9^ (Pb1/3Bi2/3) Bi2TiNb273Wl73O9, (Pb273Bil73)Bi2TiNb273Wl73O9, (Pb374Bil74) Bi2Ti1/2Nb3/209> (Pbl72Bil72) Bi2TiNb1/2W1/209、(Ba0 5Bi0 5) Bi2Ti1/2Nb3/209、(Sr1/2Bi1/2) 2Bi2Ti2Nb012、(Ba1/2Bi1/2) 2Bi2Ti2Nb012、 (Pbl72Bil72)2Bi2Ti2NbO12, (Pbl72Bil72)2Bi2Ti 572Wl72O12, CaNaBi2Nb3O12, BaNaBi2Nb3O12, (Cal73Bi273) 3Bi2Ti4015> (Sr1/3Bi2/3) 3Bi2Ti4015> (Ba1/3Bi2/3) 3Bi2Ti4015> (K1/6Bi5/6) 3Bi2Ti4015> (Nal76Bi576) 3Bi2Ti4015、(Ca1/2Bi1/2) 4Bi2Ti5018、(Sr1/2Bi1/2) 4Bi2Ti5018、(Ba1/2Bi1/2) 4Bi2Ti5018、 (Pbl72Bil72)4Bi2Ti5O 18、Bi4Bi2TiW0i8、(Na1/2Bi 1/2 )4Bi2Ti3Nb2018、Bi5Bi2Ti4Nb2O21, (Cav5Nav5)5Bi2Nb6O21、(Bal75Na475) 5Bi2Nb6021, (Cal76Na576) 6Bi2Nb7O24 或(Ca1/7Na6/7) 7Bi2Nb8027。本发明的铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换发光压电材料，在其基质晶格的钙钛矿层(AnriBmO3lrt)2_中的A位掺杂少量的稀土元素Er、Ho、Tm、Yb中的一种或多种，其中稀土元素Er、Ho、Tm作为发光中心，基质中起上转换发光的作用，掺杂的摩尔质量范围为 0. 000001 ≤X≤O. 3，稀土元素％作为敏化剂，在基质中起发光增强的作用，掺杂的摩尔质量范围为0彡y彡0. 6，以基质的摩尔量为1计算。本发明所选用的氧化物基质为铋层状类钙钛矿结构化合物，是由钙钛矿层(AnriBmO3lrt)2IP (Bi2O2)2+含铋层有规则地相互交替排列而成，化学通式的模型为 Am-JBi2BmO3^3, A 位为 Bi3+、pb2+、Ba2+、Sr2+、Ca2+、Na+、K+、La3+ 和 Y3+ 等适合于 12 配位的 +3、+2 和+1价离子中的单一离子、两种离子或两种以上离子的组合，B位为Ti4+、Zr4\ Nb5+、Ta5+、 W6+和Mo6+等适合于6配位的+4、+5和+6价离子中的单一离子、两种离子或两种以上离子的组合，m对应钙钛矿层(AnrlBmO3lrt) 2_内的八面体层数。该类基质材料是一类重要的功能材料，具有铁电、压电、光学及催化等物理化学特性。本发明在其基质的钙钛矿层中掺入稀土 Er、Ho、Tm、％，在一定程度上保留或改善原有铁电、压电、光学及催化等物理化学特性的同时，又使其具有上转换发光特性。本发明的铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换发光压电材料热稳定性和化学稳定好，易于合成，发光强度高，颜色可调。本发明的铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换发光材料的制备方法，为采用固相反应法制得所述铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换发光材料，具体包括如下步骤(1)按照化学通式AtmRxYbyBiJA^中A、R、Yb、B和Bi的化学计量比称取以下原料A元素的氧化物、氢氧化物或碳酸盐，稀土元素R的氧化物或硝酸盐，％的氧化物或硝酸盐，B元素的氧化物或碳酸盐以及Bi203。(2)将称取的原料混合后，加入无水乙醇或去离子水研磨或球磨，出料烘干得粉料。其中，无水乙醇或去离子水与原料混合物的质量比为1 3 1;球磨料氧化锆球与原料混合物的质量比为1 1.5 1。所述研磨可置于研钵中进行，所述球磨可置于球磨机中进行。(3)将步骤⑵所得的粉料预烧得到预烧粉料，其中，预烧温度为700°C 950°C， 保温时间为1 6小时。所述粉料的预烧可置于氧化铝坩埚中进行预烧。优选的，步骤(3)中，所述预烧温度为750°C 850°C，保温时间为2 6小时。(4)将步骤(3)获得的预烧粉料研磨或球磨后进行烧结，烧结后研磨或球磨得到所述铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换发光压电材料，所述铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换发光压电材料为陶瓷粉体材料，其中，烧结温度范围为800°C 1350°C，烧结时间为 2 8小时；或者将步骤(3)所得的预烧粉料，先采用8 10%的聚乙烯醇PVA作为粘结剂进行造粒，再在10 lOOMI^a压力下压制成陶瓷生坯片，然后将陶瓷生坯片在550 600°C下保温2 4小时进行排粘处理，最后在800°C 1350°C下烧结保温2 6小时后得到所述铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换发光压电材料，所述铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换发光压电材料为陶瓷块体材料。优选的，步骤中，制备上转换发光陶瓷粉体材料时，所述烧结温度为1000°C 1200°C，所述烧结时间为4 8小时；制备所述上转换发光陶瓷块体压电材料时，所述烧结温度为 1020°C 1250°C。本发明的铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换发光材料包括陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料，是在具有铋层状类钙钛矿结构氧化物基质材料的钙钛矿层(AnriBmO3lrt)2-中的A位掺杂稀土元素Er、Ho、Tm和％中的一种或多种，并采用固相反应法通过工艺控制合成的， 具有优异的上转换性能。本发明的上转换发光材料为红外光激发的上转换发光材料，不仅发射强度高，在980nm的红外光激发下具有很强的上转换发光特性，而且化学性能稳定，合成工艺简单；本发明的铋层状类钙钛矿结构的晶体结构中具有类似于钙钛矿的结构单元， 和具有纯钙钛矿结构的氧化物上转换材料相比，铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换材料具有更低的合成温度，更高的发光强度，发光颜色可调，且易于合成，可广泛应用于三维立体显示、红外探测、防伪和太阳能电池等诸多领域方面。另外，本发明的上转换发光材料还具有压电、铁电和介电性能，集铁电、压电和上转换发光特性于一体，是一类新型的多功能材料，在光电集成、微机电、光电传感等领域中有广泛的应用前景。
图1本发明铋层状类钙钛矿结构氧化物基质的晶体结构示意图(m = 2 5)。图2实施例2的铋层状类钙钛矿结构上转换发光材料Qia94Eraci6Bi2Ta2O9陶瓷块体样品的XRD图谱。图3实施例2的铋层状类钙钛矿结构上转换发光材料Qia94Eraci6Bi2Ta2O9陶瓷块体样品在红外光980nm激发下的发射图谱。
具体实施例方式下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。实施例1CaBi2Ta2O9基质晶格钙钛矿层(Am_Pm03m+1) 2_中A位掺Er制备上转换发光压电陶瓷粉体材料样品 Ca0 94Er0. Q6Bi2Ta2O9。原料选取CaC03、Er203、Bi203 和 Tei2O5，按 Ceici. 94Er。。6Bi2T￡i209 中 Ca、Er、Bi 和 Ta 元素的化学计量比称取所选原料，称取原料混合后加入无水乙醇在研钵中研磨并混合充分后得粉料A，其中无水乙醇与原料混合物的质量比为3 1。将粉料A置于氧化铝坩埚中预烧， 预烧温度为850°C，升温速率为3°C /min，保温2小时自然冷却后得预烧粉料B。将预烧粉料B研磨后，在温度为1200°C烧结4小时，升温速率为3°C /min,自然冷却后研磨得到粉体 C，所述粉体C为本实施例所得的上转换发光粉体材料Qia94Eraci6Bi2Ta2CV将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料Qia94Eratl6Bi2Ta2O9进行检测，本实施例的样品在红外光980nm激发下发射以绿光为主的绿红光。将本实施例获得的上转换发光粉体材料C^l94Eratl6Bi2Ta2O9样品检测后的XRD图谱，从图谱上可知样品具有典型的铋层状结构(m = 2)，图谱显示产物与CaBi2Ta2O9 (m = 2) 具有相似相结构，无其它杂相，说明掺杂的稀土元素成功的进入基质晶格中。实施例2 CaBi2Ta2O9基质晶格钙钛矿层(Am_Pm03m+1) 2_中A位掺Er制备上转换发光压电陶瓷 Ca0 94Er0. Q6Bi2Tii2O90原料选取 CaC03、Er203、Bi203 和 Tei2O5，按 Ceici.94Er。。6Bi2T￡i209 中元素 Ca、Er、Bi 和 Ta 的化学计量比称取所选原料，称取原料混合后加入无水乙醇在研钵中研磨并混合充分后得粉料A，其中无水乙醇与原料混合物的质量比为2 1。将粉料A置于氧化铝坩埚中预烧， 预烧温度为850°C，升温速率为3°C /min，保温2小时自然冷却后得预烧粉料B。将预烧粉料B研磨后，采用10 %的聚乙烯醇PVA作为粘结剂进行造粒，再在IOMPa压力下压制成陶瓷生坯片D ；然后将陶瓷生坯片D在550°C保温2小时进行排粘处理后，最后在1250°C烧结4 小时后得上转换发光陶瓷块状材料Ciia94Eraci6Bi2IW将本实施例获得的上转换发光Qia94Eraci6Bi2Ta2O9陶瓷块体样品进行检测得到图2 和图3，图2为本实施例样品Qia94Eraci6Bi2Ta2O9的XRD图谱，从图谱上可知样品具有典型的铋层状结构，产物为纯相CaBi2Ta2O9结构，无其它杂相，说明掺杂的稀土元素成功的进入基质晶格中。图3为本实施例样品Qia94Eratl6Bi2Tii2O9在红外光980nm激发下的发射图谱。从图谱上看，在980nm激光的激发下样品发射以绿光为主的绿红光。实施例3CaBi2Ta2O9基质晶格钙钛矿层(Am_Pm03m+1) 2_中A位掺Er，B位掺Yb制备上转换发光压电材料CEta82EraciJbai2Bi2Ta2O9的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。原料选取CaCO3> Er2O3、Yb2O3> Bi2O3 和 Ta2O5,按 Cii0 82Er0 06Yb012Bi2Ta2O9 中元素Ca、Er、Yb, Bi和Ta的化学计量比称取所选原料。制备本实施例的上转换陶瓷粉体 Caa82Eratl6Ybai2Bi2Ta2O9的其余步骤和实施例1 一致；制备本实施例的上转换陶瓷块体样品 Qia94Eratl6Bi2Tau8Ybai2O9:将称取的原料混合后加入无水乙醇在研钵中研磨并混合充分后得粉料A，其中无水乙醇与原料混合物的质量比为1 1。将粉料A置于氧化铝坩埚中预烧， 预烧温度为850°C，升温速率为3°C /min,保温6小时自然冷却后得预烧粉料B。将预烧粉料B研磨后，采用8 %的聚乙烯醇PVA作为粘结剂进行造粒，再在IOOMPa压力下压制成陶瓷生坯片D ；然后将陶瓷生坯片D在600°C保温4小时进行排粘处理后，最后在1250°C烧结2 小时后得上转换发光陶瓷块状材料C、82Era ^5Ybtl. 12Bi2T 09。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料 Ca0.82Er0.06Yb0.12Bi2Ta209进行检测可知本实施例所获得的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料都具有在红外光980nm激发下发射绿红光。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料分别进行检测，从各自的XRD图谱上可知样品具有典型的铋层状结构(m = 2)，图谱显示产物与 CaBi2Ta209 (m= 2)具有相似相结构，无其它杂相，说明掺杂的稀土元素均成功的进入基质晶格中。实施例4(Nal72Bil72)Bi2Nb2O9基质晶格钙钛矿层(AnriBmO3lrt)2-中A位掺Er和Yb制备上转换发光压电材料(Na1/2Bi1/2) (1-o.02-0.o4)Er0.02Yb0.04Bi2Nb209的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。原料选取Nei2CO3、Er2O3、Yb2O3、Bi2O3 禾口 Nb2O5,按(Na1/2Bi1/2) (1_0.02_0.04) Er0.Q2Yb0.04Bi2Nb2O9中元素Na、Er、Yb, Bi和Nb的化学计量比称取所选原料。除预烧温度为 800°C，烧结温度为1000°C外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷粉体材料的其余步骤与实施例1 一致；除烧结温度为1040°C，制备上转换发光压电陶瓷块体材料的其余步骤和实施例2 —致。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料(Nav2Biv2)(1-0.02-004)Er0.02Yb0.04Bi2Nb2O9进行检测可知本实施例所获得的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料都具有在红外光980nm激发下发射绿红光。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料分别进行检测， 从各自的图谱上可知样品具有典型的铋层状结构(m = 2)，图谱显示产物与(Nav2Biv2) Bi2Nb2O9具有相似相结构，无其它杂相，说明掺杂的稀土元素均成功的进入基质晶格中。实施例5(K1/4Na1/4Bi1/2) Bi2Nb2O9 基质晶格钙钛矿层(Am_Pm03m+1) 2_ 中 A 位掺 Er 和 Yb 制备上转换发光压电材料(K1/4Nai/4Bi1/2) (1-0.o6-o.i2)Er0.06Yb0.12Bi2Ta209的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。原料选取K2CO3> Nei2CO3、Bi2O3、Er203> Yb2O3 和 Ta2O5,按(K1/4Na1/4Bi1/2) (1_0.06_0⑵ Er0.Q6Yb0.12Bi2Ta2O9中元素K、Na、Bi、ErJb和I1a的化学计量比称取所选原料。除预烧温度为750°C，烧结温度为1020°C，烧结时间为6小时外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷粉体的其余步骤和实施例1 一致；除烧结温度为1050°C，烧结时间为6小时外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷块体材料的其余步骤和实施例2 —致。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料(Kl74Nav4Biv2) (1-0.06-0. i2)Er0.06Yb0.12Bi2Ta209进行检测可知本实施例所获得的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料都具有在红外光980nm激发下发射绿红光。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料分别进行检测，从各自的XRD图谱上可知样品具有典型的铋层状结构(m = 2)，图谱显示产物与 (Kl74Nal74Bil72)Bi2Ta2O9具有相似相结构，无其它杂相，说明掺杂的稀土元素均成功的进入基质晶格中。实施例6BiBi2TiNbO9基质晶格钙钛矿层(Am_A03m+1)2_中A位掺Er和％制备上转换发光压电材料Bi (1_0.02_0.06)Er0.02Yb0.06Bi2TiNbO9的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。原料选取Bi203、Er2O3、Yb2O3> TiO2 和 Nb2O5，按 Bi(1_0.02_0.06)Er0.02Yb0.06Bi2TiNb09 中元素Bi、Er、Yb, Ti和Nb的化学计量比称取所选原料。除预烧温度为750°C，烧结温度为 1000°C，烧结时间为6小时外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷粉体材料的其余步骤和实施例1 一致。除烧结温度为1020°C，烧结时间为6小时外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷块体材料的其余步骤和实施例2 —致。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料Bia^itl6) Er0.C2Yb0.Q6Bi2TiNbO9进行检测可知本实施例所获得的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料都具有在红外光980nm激发下发射绿红光。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料分别进行检测，从各自的XRD图谱上可知样品具有典型的铋层状结构(m = 2)，图谱显示产物与 BiBi2TiNbO9具有相似相结构，无其它杂相，说明掺杂的稀土元素均成功的进入基质晶格中。实施例7(Pbl73Bi273) Bi2 (Til72Nb276Wl76) 209 基质晶格钙钛矿层(Am_A03m+1) 2_ 中 A 位 A 位掺 Er 和％制备上转换发光压电材料(Hv3 8土2/3) (1-0. 02-0. 06) Er0.02Ybatl6Bi2TiNb2Z3Wv3XO9 的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。
原料选取PbC03、Bi203、TiO2, Yb2O3> Er2O3> Nb2O5 和 W03，按配方(Pb1/3Bi2/3) (1_Q.Q2_0.06) Er0.Q2Yb0.Q6Bi2TiNb273Wl73O9中元素H^BiJi Jb、Er、Nb和W的化学计量比称取所选原料。除预烧温度为800°C，烧结温度为1100°C，烧结时间为8小时外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷粉体材料的其余步骤和实施例1 一致。除烧结温度为1120°C，烧结时间为8小时外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷块体材料的其余步骤和实施例2 —致。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料(Pb1/3Bi2/3) (1-0.02-0.06)Er0.02Yb0.06Bi2TiNb273Wl73O9进行检测可知本实施例所获得的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料都具有在红外光980nm激发下发射绿红光。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料分别进行检测， 从各自的XRD图谱上可知样品具有典型的铋层状结构(m = 2)，图谱显示产物与(Pb1/3Bi2/3) Bi2TiNb273Wl73O9具有相似相结构，无其它杂相，说明掺杂的稀土元素均成功的进入基质晶格中。实施例8(Srl72Bil72)2Bi2Ti2NbO12 基质晶格钙钛矿层(AnrlBmO3lrt)2-中 A 位掺 Er 和 Yb 制备上转换发光压电材料(Sr1/2Bi1/2) (2-o.02-0.06)Er0.02Yb0.06Bi2Ti2NbO12的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。原料选取SrC03、Bi203、Yb203、Er203、TiO2 和 Nb2O5，按(Sr 1/2Bi 1/2) (2_α C^a06) Er0.Q2Yb0.06Bi2Ti2NbO12中元素Sr、Bi, Yb, Er、Ti和Nb的化学计量比称取所选原料。除预烧温度为800°C，烧结温度为1050°C，烧结时间为6小时外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷粉体材料的其余步骤和实施例1 一致。除烧结温度为1100°C，烧结时间为6小时外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷块体材料的其余步骤和实施例2 —致。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料(Srv2Biv2) (2-0.02-0.06)Er0.02Yb0.06Bi2Ti2NbO12进行检测可知本实施例所获得的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料都具有在红外光980nm激发下发射绿红光。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料分别进行检测，从各自的XRD图谱上可知样品具有典型的铋层状结构(m = 3)，图谱显示产物与 (Srv2Biy2)2Bi2Ti2NbO12具有相似相结构，无其它杂相，说明掺杂的稀土元素均成功的进入基质晶格中。实施例9(Cal72Nal72) 2Bi2Nb3012基质晶格钙钛矿层(AnrlBmO3lrt) 2_中A位掺Er和Yb制备上转换发光压电材料(C /2Nai/2) (2-o.01-0.02)Er0.01Yb0.02Bi2Nb3O12的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。选取CaC03、Nei2C03、Bi203、Yb203、Er2O3 和 Nb2O5，按(Ca1/2Na1/2) (2_0.01_0.02) Er0.QiYb0.Q2Bi2Nb3O12中元素Ca、Na、Bi, Yb, Er和Nb的化学计量比称取所选原料。除预烧温度为800°C，烧结温度为1100°C外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷粉体材料的其余步骤和实施例1 一致。除烧结温度为1120°C外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷块体材料的其余步骤和实施例2 —致。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料(Cav2Nav2) (2-0.01-0.02)Er0.01Yb0.02Bi2Nb3O12进行检测可知本实施例所获得的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料都具有在红外光980nm激发下发射绿红光。
将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料分别进行检测，从各自的XRD图谱上可知样品具有典型的铋层状结构(m = 3)，图谱显示产物与 (Cav2Naiy2)2Bi2Nb3O12具有相似相结构，无其它杂相，说明掺杂的稀土元素均成功的进入基质晶格中。实施例10 (Bal73Bi273) 3Bi2Ti4015基质晶格钙钛矿层(AnrlBmO3lrt) 2_中A位掺Er和％制备上转换发光压电材料(Ba1/3Bi2/3) (3-0.02)Er0.02Yb0.04Bi2Ti4015的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。原料选取BaC03、Bi203、Yb203、Er2O3 禾口 TiO2,按(Ba1/3Bi2/3) (3_0 02_0 04) Er0.Q2Yb0.04Bi2Ti4O15中元素Ba、BiJb、Er和Ti的化学计量比称取所选原料。除预烧温度为 850°C，烧结温度为1150°C外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷粉体材料的其余步骤和实施例1 一致。除烧结温度为1170°C外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷块体样品的其余步骤和实施例2 —致。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料(Ba1/3Bi2/3) (3-αΜ)Ε ·α JbaC14Bi2Ti4O15进行检测可知本实施例所获得的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料都具有在红外光980nm激发下发射绿红光。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料分别进行检测，从各自的XRD图谱上可知样品具有典型的铋层状结构(m = 4)，图谱显示产物与 (Bav3Bi273)3Bi2Ti4O15具有相似相结构，无其它杂相，说明掺杂的稀土元素均成功的进入基质晶格中。实施例11(Bal72Bil72) 4Bi2Ti5018晶格钙钛矿层(AnrlBmO3lrt) 2_中A位掺Er和Yb制备上转换发光压电材料(B /2Bi1/2) (4-0.02-0.o4)Er0.02Yb0.04Bi2Ti5O18的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。选取BaC03、Bi203、Yb2O3> Er2O3 和 TiO2,按(B /2Bi1/2) (4-o.o2-o.o4)Er0.02Yb0.04Bi2Ti5018 中元素Ba、BiJb、Er和Ti的化学计量比称取所选原料。除预烧温度为850°C，烧结温度为 1180°C外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷粉体材料的其余步骤和实施例1 一致。除烧结温度为1200°C外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷块体材料的其余步骤和实施例 2—致。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料(Bav2Biv2) (4-0.02-0.04)Er0.02Yb0.04Bi2Ti5O18进行检测可知本实施例所获得的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料都具有在红外光980nm激发下发射绿红光。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料分别进行检测，从各自的XRD图谱上可知样品具有典型的铋层状结构(m = 5)，图谱显示产物与 (Bav2Bil72)4Bi2Ti5Ow具有相似相结构，无其它杂相，说明掺杂的稀土元素均成功的进入基质晶格中。实施例12Bi4Bi2(Ti375Wl75)5O18晶格钙钛矿层(AnriBmO3lrt)2-中A位掺Er和Yb制备上转换发光压电材料Bii4HacisEratlJba Ji2Ti3WO18的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。选取Bi203、Yb203、Er2O3JiA 和 WO3,按 Bi+。..。的卞！·。.C11Ybatl3Bi2Ti3WO18 中元素 Bi、 Yb, Er、Ti和W的化学计量比称取所选原料。除预烧温度为850°C，烧结温度为1180°C，烧结时间6小时外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷粉体材料的其余步骤和实施例1 一致。除烧结温度为1200°C，烧结时间为6小时外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷块体材料的其余步骤和实施例2 —致。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料Μ(4_α(ι1_α(ι3) Er0.C1Yb0.Q3Bi2Ti3WO18进行检测可知本实施例所获得的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料都具有在红外光980nm激发下发射绿红光。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料分别进行检测，从各自的XRD图谱上可知样品具有典型的铋层状结构(m = 5)，图谱显示产物与 Bi4Bi2Ti3WO18具有相似相结构，无其它杂相，说明掺杂的稀土元素均成功的进入基质晶格中。实施例13Bi5Bi2Ti4Nb2O2I晶格钙钛矿层(Am_A03m+1) 2_中A位掺Er和％制备上转换发光压电材料Bi (5_0.3-0.6)Er0.3Yb0.6Bi2Ti4Nb2021的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料选取Bi203、Yb2O3> Er203> TiO2 和 Nb2O5，按 Bi(5_。.3_。.6)Er。.3Yb。6BiJi4Nb2O21 中元素 Bi,Yb,Er,Ti和Nb的化学计量比称取所选原料。除预烧温度为800°C，烧结温度为1050°C 外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷粉体的其余步骤和实施例1一致。除烧结温度为 1070°C外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷块体材料的其余步骤和实施例2 —致。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料Bi(5_a3_Q.6) Era3Yba6Bi2Ti4Nb2O21进行检测可知本实施例所获得的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料都具有在红外光980nm激发下发射绿红光。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料分别进行检测，从各自的XRD图谱上可知样品具有典型的铋层状结构(m = 6)，图谱显示产物与 Bi5Bi2Ti4Nb2O2I具有相似相结构，无其它杂相，说明掺杂的稀土元素均成功的进入基质晶格中。实施例14 (Cal76Na576) 6Bi2Nb7024晶格钙钛矿层(AnrlBmO3lrt) 2_中A位掺Er和Yb制备上转换发光压电材料(Cev6Nev6) (6-0.oi-o.o2)Er0.01Yb0.02Bi2Nb7024的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。选取CaC03、N C03、Bi203、Yb203、Er2O3 和 Nb2O5，按(Cai/6Na5/6) 01_0.02) Er0.QiYb0.Q2Bi2Nb7O24中元素Ca、Na、Bi, Yb, Er和Nb的化学计量比称取所选原料。除预烧温度为800°C，烧结温度为1050°C外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷粉体材料的其余步骤和实施例1 一致。除烧结温度为1070°C外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷块体材料的其余步骤和实施例2 —致。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料(Cai/6Na5/6) (6-0.01-0.02)Er0.01Yb0.02Bi2Nb7O24进行检测可知本实施例所获得的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料都具有在红外光980nm激发下发射绿红光。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料分别进行检测，从各自的XRD图谱上可知样品具有典型的铋层状结构(m = 7)，图谱显示产物与 (Cai/6Na5/6)6Bi2Nb7024具有相似相结构，无其它杂相，说明掺杂的稀土元素均成功的进入基质晶格中。
实施例15(Ca1/7Na6/7) ,Bi2Nb8O27晶格钙钛矿层(AnrlBmO3lrt) 2_中A位掺Er和Yb制备上转换发光压电材料(C /7Na6/7) (7-o.01-0.02)Er0.01Yb0.02Bi2Nb8O27的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。选取CaCO3> Nei2CO3、Bi2O3、Yb2O3> Er2O3 和 Nb2O5，按配方(Ca1/7Na6/7) (7_0.01_0.02) Er0.QiYb0.Q2Bi2Nb8O27中元素Ca、Na、Bi, Yb, Er和Nb的化学计量比称取所选原料。除预烧温度为800°C，烧结温度为1100°C外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷粉体材料的其余步骤和实施例1 一致。除烧结温度为1120°C外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷块体材料的其余步骤和实施例2 —致。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料(Cav7Na6") (7-0.01-0.02)Er0.01Yb0.02Bi2Nb8O27进行检测可知本实施例所获得的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料都具有在红外光980nm激发下发射绿红光。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料分别进行检测，从各自的XRD图谱上可知样品具有典型的铋层状结构(m = 8)，图谱显示产物与 (Cav7Nafv7)7Bi2Nb8O27具有相似相结构，无其它杂相，说明掺杂的稀土元素均成功的进入基质晶格中。实施例16CaBi2Ta2O9基质晶格钙钛矿层(AnriBmO3lrt) 2_中A位掺Ho和Yb制备上转换发光压电材料CEia82H0aciJbai2Bi2TEi2O9的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。原料选取CaC03、Ho203、Yb203、Bi203 和 Τει205，按 Ciia82Hoaci6Ybai2Bi2Ta2O9 中元素 Ca、 Ho,Yb,Bi和Ta的化学计量比称取所选原料。除预烧温度为900°C，烧结温度为1200°C外， 制备本实施例的上转换发光压电陶瓷粉体材料的其余步骤和实施例1一致。除烧结温度为 1250°C外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷块体材料的其余步骤和实施例2 —致。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料 Ca0.82Ho0.06Yb0.12Bi2Ta209进行检测可知本实施例所获得的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料都具有在红外光980nm激发下发射绿红光。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料分别进行检测， 从各自的XRD图谱上可知样品具有典型的铋层状结构(m = 2)，图谱显示产物与CaBi2Ta2O9 具有相似相结构，无其它杂相，说明掺杂的稀土元素均成功的进入基质晶格中。实施例17CaBi2Ta2O9基质晶格钙钛矿层(AnriBmO3lrt) 2_中A位掺Tm和Yb制备上转换发光压电材料CEia82TmaciJbai2Bi2TEi2O9的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。原料选取CaC03、Tm203、YlD203、Bi2O3 和 Tei2O5，按 Cei0. 82Tm。。6Yb。12Bi2Ta209 中元素 Ca、 Tm.Yb.Bi和Ta的化学计量比称取所选原料。除预烧温度为900°C，烧结温度为1200°C外， 制备本实施例的上转换发光压电陶瓷粉体材料的其余步骤和实施例1一致。除烧结温度为 1250°C外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷块体材料的其余步骤和实施例2 —致。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料 Ca0.82Tm0.06Yb0.12Bi2Ta209进行检测可知本实施例所获得的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料都具有在红外光980nm激发下发射绿红光。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料分别进行检测，从各自的XRD图谱上可知样品具有典型的铋层状结构(m = 2)，图谱显示产物与CaBi2Ta2O9 具有相似相结构，无其它杂相，说明掺杂的稀土元素均成功的进入基质晶格中。
实施例18 CaBi2Ta2O9基质晶格钙钛矿层(AmJmO3lrt) 2_中A位掺Er、Tm和Yb制备上转换发光压电材料Qici. 12Er0.03Tm0.03Yb0.12Bi2Ta209的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。原料选取CaC03、Er203> Tm2O3> Yb2O3> Bi2O3 和 Tei2O5，按 Ceici. 12Er0.03Tm0.03Yb0.12BI2Ta2O9 中元素Ca、TmJb、Bi和Ta的化学计量比称取所选原料。除预烧温度为900°C，烧结温度为 1200°C外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷粉体材料的其余步骤和实施例1 一致。除烧结温度为1250°C外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷块体材料的其余步骤和实施例 2—致。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料 Ca0.12Er0.03Tm0.03Yb0.12Bi2Ta209进行检测可知本实施例所获得的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料都具有在红外光980nm激发下发射绿红光。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料分别进行检测， 从各自的XRD图谱上可知样品具有典型的铋层状结构(m = 2)，图谱显示产物与CaBi2Ta2O9 具有相似相结构，无其它杂相，说明掺杂的稀土元素均成功的进入基质晶格中。实施例19CaBi2Ta2O9基质晶格钙钛矿层(Am_Pm03m+1) 2_中A位掺Er、Ho、Tm和Yb制备上转换发光压电材料C^l91Eraci2Hoaci2TmaciJba 12Bi2Ta209的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。原料选取CaC03、Er203、Ho203、Tm203、Yb203、Bi203 和 Ta2O5，按 Ca0.91Er0 02Ho0. Cl2Tm0.02Yb 0.12Bi2Ta209中元素Ca、Er、H0Jm、％、Bi和I1a的化学计量比称取所选原料。除预烧温度为 950°C，烧结温度为1250°C外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷粉体材料的其余步骤和实施例1 一致。除烧结温度为1300°C外，制备本实施例的上转换发光压电陶瓷块体材料的其余步骤和实施例2 —致。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料Qia91Eraci2H0aci2 TmatlJbai2Bi2Ta2O9进行检测可知本实施例所获得的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料都具有在红外光980nm激发下发射绿红光。将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料分别进行检测， 从各自的XRD图谱上可知样品具有典型的铋层状结构(m = 2)，图谱显示产物与CaBi2Ta2O9 具有相似相结构，无其它杂相，说明掺杂的稀土元素均成功的进入基质晶格中。
权利要求
1.一种铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换发光压电材料，在具有铋层状类钙钛矿结构的氧化物基质中掺杂稀土元素所制得，其化学成分符合化学通式Am+qRJbyBiJmO^^，其中 A为适合于12配位的Bi3+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、pb2+、Na+、K+、La3+和Y3+中的一种离子或两种以上离子的组合，R选自稀土元素Er3+、Ho3+和Tm3+离子中的一种或多种，B为适合于6配位的Ti4+、 Zr4\ Nb5+、Ta5+、W6+和Mo6+中的一种离子或两种以上离子的组合；m取正整数且2彡m彡8， χ的取值范围为0. 000001彡χ彡0. 3，y的取值范围为0彡y彡0. 6。
2.如权利要求1所述的上转换发光压电材料，其特征在于，所述上转换发光压电材料的化学通式中，y的取值范围为0. 02彡y彡0. 6。
3.如权利要求1所述的上转换发光压电材料，其特征在于，所述上转换发光压电材料的化学通式中，χ的取值范围为0. 01彡χ彡0. 3。
4.如权利要求1-3任一所述的上转换发光压电材料，其特征在于，所述铋层状类钙钛矿结构的氧化物基质为CaBi2Nb2O9^ SrBi2Nb2O9^ BaBi2Nb2O9^ PdBi2Nb2O9^ (Nal72Bil72)Bi2Nb2O9^ (Kl72Bil72) Bi2Nb2O9^ (K1/4Na1/4Bi1/2) Bi2Nb2O9、CaBi2Ta2O9^ SrBi2Ta2O9^ BaBi2Ta2O9^ (Na1/2Bi1/2) Bi2Ta2O9^ (K1/2Bi1/2) Bi2Ta2O9^ (K1/4Na1/4Bi1/2) Bi2Ta2O9^ BiBi2TiNbO9^ BiBi2TiTaO9^ (Ca1/2Bi1/2) Bi2Ti1/2Nb3/209> (Kl76Bi576) Bi2Ti473Nb273Wl73O9^ (Nal76Bi576)Bi2Ti473Nb273Wl73O9^ (Pb1/3Bi2/3) Bi2TiNb273Wl73O9, (Pb273Bil73)Bi2TiNb273Wl73O9, (Pb374Bil74) Bi2Ti1/2Nb3/209> (Pbl72Bil72) Bi2TiNb1/2W1/209、(Ba0 5Bi0 5) Bi2Ti1/2Nb3/209、(Sr1/2Bi1/2) 2Bi2Ti2Nb012、(Ba1/2Bi1/2) 2Bi2Ti2Nb012、 (Pbl72Bil72)2Bi2Ti2NbO12, (Pbl72Bil72)2Bi2Ti 572Wl72O12, CaNaBi2Nb3O12, BaNaBi2Nb3O12, (Cal73Bi273) 3Bi2Ti4015> (Sr1/3Bi2/3) 3Bi2Ti4015> (Ba1/3Bi2/3) 3Bi2Ti4015> (K1/6Bi5/6) 3Bi2Ti4015> (Nal76Bi576) 3Bi2Ti4015、(Ca1/2Bi1/2) 4Bi2Ti5018、(Sr1/2Bi1/2) 4Bi2Ti5018、(Ba1/2Bi1/2) 4Bi2Ti5018、 (Pbl72Bil72)4Bi2Ti5O18, Bi4Bii2TiffO18, (Nal72Bil72)4Bi2Ti3Nb2O18, Bi5Bi2Ti4Nb2O21, (Cav5Nav5)5Bi2Nb6O21、(Bal75Na475) 5Bi2Nb6021, (Cal76Na576) 6Bi2Nb7O24 或(Ca1/7Na6/7) 7Bi2Nb8027。
5.如权利要求4所述的上转换发光压电材料，其特征在于，所述铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换发光压电材料为采用固相反应法制得。
6.如权利要求1-5任一所述的铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换发光压电材料的制备方法，为采用固相反应法制得所述铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换发光压电材料，具体包括如下步骤(1)按照化学通式Am+x_yRxYbyBi2Bm03m+3*A、R、％、B和Bi的化学计量比称取以下原料 A元素的氧化物、氢氧化物或碳酸盐，稀土元素R的氧化物或硝酸盐，％的氧化物或硝酸盐， B元素的氧化物或碳酸盐以及Bi2O3 ；(2)将称取的原料混合后，加入无水乙醇或去离子水研磨或球磨，出料烘干得粉料；(3)将步骤(2)所得的粉料预烧得到预烧粉料，其中，预烧温度为700°C 950°C，保温时间为1 6小时；(4)将步骤(3)获得的预烧粉料研磨或球磨后进行烧结，烧结后研磨或球磨得到所述铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换发光压电材料，所述铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换发光压电材料为陶瓷粉体材料，其中，烧结温度范围为800°C 1350°C，烧结时间为2 8 小时；或者将步骤(3)所得的预烧粉料，先采用8 10%的聚乙烯醇PVA作为粘结剂进行造粒，再在10 IOOMPa压力下压制成陶瓷生坯片，然后将陶瓷生坯片在550 600°C下保温 2 4小时进行排粘处理，最后在800°C 1350°C下烧结保温2 6小时后得到所述铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换发光压电材料，所述上铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换发光压电材料为陶瓷块体材料。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤O)中，无水乙醇或去离子水与原料混合物的质量比为1 3 1 ；球磨料氧化锆球与原料混合物的质量比为1 1. 5 1。
8.如权利要求书1-5任一所述的铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换发光压电材料在三维立体显示、红外探测、防伪、太阳能电池、光电集成、微机电和光电传感领域中的应用。
全文摘要
本发明涉及红外光激发的铋层状类钙钛矿结构氧化物上转换发光压电材料及其制备。本发明上转换发光压电材料的化学通式为Am-1-x-yRxYbyBi2BmO3m+3，R选自Er3+、Ho3+和Tm3+，A选自Bi3+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Pb2+、Na+、K+、La3+和Y3+，B选自Ti4+、Zr4+、Nb5+、Ta5+、W6+和Mo6+；m取正整数且2≤m≤8，0.000001≤x≤0.3，0≤y≤0.6。该上转换发光压电材料采用固相反应法制得，热稳定性和化学稳定好，易于合成，发光强度高，颜色可调，可广泛用于三维立体显示、红外探测、防伪、太阳能电池和光电集成、微机电、光电传感等诸多方面。
文档编号C04B35/495GK102276248SQ20111010211
公开日2011年12月14日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者唐棉棉, 孙海勤, 彭登峰, 李艳霞, 王旭升, 陈寰贝 申请人:同济大学