专利名称：钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种稀土元素掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料及其制备方法。
背景技术：
近年来，由于白光源在固态多色三维显示和背光灯等方面具有重要的应用前景而引起广泛关注。频率上转换可以将近红外光通过非线性多光子过程转变成各种颜色的可见光，是产生白光的有效方法之一。
发明内容
本发明提供了一种钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料及其制备方法。钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为Cai_x_y_a(llW04:HOy/Ybx/ Tm。.C11，其中 0. 04 彡 χ 彡 0. 08,0. 004 ^ y ^ 0. 01。上述钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料按下述步骤制备一、按钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料化学式的化学计量比称取氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末，钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为cai_x_y_。. O1WO4 Hoy/Ybx/Tm0. Μ，其中 0. 04 彡 χ 彡 0. 08，0. 004 彡 y 彡 0. 01 ；二、将称取的氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末置于玛瑙研钵中研磨4士0. 5小时，然后置于压强为ISMPa的压力环境中压片 lOmin，获得片状预制体；三、将片状预制体放入空气气氛下进行高温烧结，烧结温度为1300 士 50°C，烧结时间为10士0.5小时，然后自然冷却，即得到钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料。本发明钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料由氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末制成。Ho3+离子是红绿光发射激活离子，Tm3+离子是蓝光发射激活离子，本发明精确的调配基质材料(CaWO4)中Ho3+离子和 Tm3+离子的比例，实现上转换白色荧光的发射。本发明钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料中Yb3+离子作为敏化剂，能传递能量激发钬离子和铥离子上转换发光，而且还能调节蓝、绿、红三基色发光强度比例。由于钨酸钙具有优异的热稳定性和化学稳定性，因此选其作为本发明钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的基质材料。本发明钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料在980nm激光泵浦、较宽的激发功率范围内(70mW 304mW)，都能发出明亮的上转换白光，且发光均勻。本发明钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的制备方法简单，而且能准确控制元素掺杂量，其所得到的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉具有高发光效率。
图1是具体实施方式
十一制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的X 射线衍射图。图2是具体实施方式
七至十所制备钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料在980nm激光泵浦、激发功率为304mW的条件下的上转换光谱图。图3是具体实施方式
七至十所制备钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料在980nm激光泵浦、激发功率为 304mff的条件下的CIE色图。图4是具体实施方式
十一制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料在980nm激光泵浦、不同激发功率条件下的上转换光谱图。图5是具体实施方式
十一制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料在980nm激光泵浦、不同激发功率条件下的CIE色图。图6是具体实施方式
十二至十五所制备钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料在980nm激光泵浦、激发功率为304mW的条件下的上转换光谱图。图 7是具体实施方式
十二至十五所制备钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料在980nm 激光泵浦、激发功率为304mW的条件下的CIE色图。
具体实施例方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方式
间的任意组合。
具体实施方式
一本实施方式钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为 CahnQ1WO4 = HoyZYbyTmaΜ，其中 0. 04 ^ χ ^ 0. 08,0. 004 ^ y ^ 0. Ol0本实施方式钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料是掺杂Ho3+、Tm3+和Yb3+ 的CaWO4多晶粉。
具体实施方式
二本实施方式钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为 CahnQ1WO4 = HoyZYbyTmaΜ，其中 0. 05 ^ χ ^ 0. 07，0. 005 ^ y ^ 0. 008。
具体实施方式
三本实施方式钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为 CahnQ1WO4 = HoyZYbyTmaΜ，其中 x 为 0· 08，0. 006 彡 y 彡 0. 007。
具体实施方式
四本实施方式钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料按下述步骤制备一、按钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料化学式的化学计量比称取氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末，钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为cai_x_y_。. O1WO4 Hoy/Ybx/Tm0. Μ，其中 0. 04 彡 χ 彡 0. 08，0. 004 彡 y 彡 0. 01 ；二、将称取的氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末置于玛瑙研钵中研磨4士0. 5小时，然后置于压强为ISMPa的压力环境中压片 lOmin，获得片状预制体；三、将片状预制体放入空气气氛下进行高温烧结，烧结温度为1300 士 50°C，烧结时间为10士0.5小时，然后自然冷却，即得到钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料。本实施方式步骤一中CaO粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的纯度均为99. 99%。本实施方式步骤在玛瑙研钵中研磨4士0. 5小时，使氧化钙粉末、三氧化钨粉末、 三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末充分混合均勻。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
四的不同点是钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为Cai_x_y_Q.C1WO4 = HcvZYbZrmacil，其中0. 05彡χ彡0. 07， 0. 005 ^ y ^ 0. 008。其它步骤及参数与实施方式四相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
四的不同点是钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为Cai_x_y_Q. O1WO4 Hoy/Ybx/Tm0. Q1，其中X为0. 08， 0. 006 ^ y ^ 0. 007。其它步骤及参数与实施方式四相同。
具体实施方式
七本实施方式钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料按下述步骤制备一、按钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料化学式的化学计量比称取氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末，钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为Caa9tl6WO4 = H0acici4Abaci8Ztmacil ；二、将称取的氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末置于玛瑙研钵中研磨4小时，然后置于压强为ISMPa的压力环境中压片 lOmin，获得片状预制体；三、将片状预制体放入空气气氛下进行高温烧结，烧结温度为1300°C，烧结时间为 10小时，然后自然冷却，即得到钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料；步骤一中CaO 粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的纯度均为99. 99%。本实施方式准确称取0.03624mol Ca0、0. 04mol W03>0. 00008mol Ho203、0. 0016mol Yb2O3 禾口 0. 0002mol Tm2O3。本实施方式所制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料中钬离子的掺杂摩尔浓度为0. 4%、镱离子的掺杂摩尔浓度为8. 0%、铥离子的掺杂摩尔浓度为1. 0%。本实施方式制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料在980nm激光泵浦、激发功率为304mW的条件下能够发出明亮的上转换白光，上转换光谱如图2曲线b所示，CIE色标如图3中点b所示，位于白光区域，且发光均勻。
具体实施方式
八本实施方式钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料按下述步骤制备一、按钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料化学式的化学计量比称取氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末，钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为Caa9tl5WO4 = H0acici5Abaci8Ztmacil ；二、将称取的氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末置于玛瑙研钵中研磨4小时，然后置于压强为ISMPa的压力环境中压片 lOmin，获得片状预制体；三、将片状预制体放入空气气氛下进行高温烧结，烧结温度为1300°C，烧结时间为 10小时，然后自然冷却，即得到钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料；步骤一中CaO 粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的纯度均为99. 99%。本实施方式准确称取0. 0362mol Ca0、0. 04mol WO3>0. OOOlmol Ho203、0. 0016mol Yb2O3 禾口 0. 0002mol Tm2O3。本实施方式所制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料中钬离子的掺杂摩尔浓度为0. 5%、镱离子的掺杂摩尔浓度为8. 0%、铥离子的掺杂摩尔浓度为1. 0%。本实施方式制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料在980nm激光泵
5浦、激发功率为304mW的条件下能够发出明亮的上转换白光，上转换光谱如图2曲线c所示，CIE色标如图3中点c所示，位于白光区域，且发光均勻。
具体实施方式
九本实施方式钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料按下述步骤制备一、按钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料化学式的化学计量比称取氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末，钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为Caa9tl4WO4 = H0acici6AbaMZtmacil ；二、将称取的氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末置于玛瑙研钵中研磨4小时，然后置于压强为ISMPa的压力环境中压片 lOmin，获得片状预制体；三、将片状预制体放入空气气氛下进行高温烧结，烧结温度为130(TC，烧结时间为 10小时，然后自然冷却，即得到钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料；步骤一中CaO 粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的纯度均为99. 99%。本实施方式准确称取0.03616mol Ca0、0. 04mol W03>0. 00012mol Ho203、0. 0016mol Yb2O3 禾口 0. 0002mol Tm2O3。本实施方式所制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料中钬离子的掺杂摩尔浓度为0. 6%、镱离子的掺杂摩尔浓度为8. 0%、铥离子的掺杂摩尔浓度为1. 0%。本实施方式制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料在980nm激光泵浦、激发功率为304mW的条件下能够发出明亮的上转换白光，上转换光谱如图2曲线d所示，CIE色标如图3中点d所示，且发光均勻。
具体实施方式
十本实施方式钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料按下述步骤制备一、按钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料化学式的化学计量比称取氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末，钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为Caa9ci3WO4 = H0acici7AbaciiZrmacil ；二、将称取的氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末置于玛瑙研钵中研磨4小时，然后置于压强为ISMPa的压力环境中压片 lOmin，获得片状预制体；三、将片状预制体放入空气气氛下进行高温烧结，烧结温度为1300°C，烧结时间为 10小时，然后自然冷却，即得到钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料；步骤一中CaO 粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的纯度均为99. 99%。本实施方式准确称取0.03612mol Ca0、0. 04mol W03>0. 00014mol Ho2O3^O. 0016mol Yb2O3 禾口 0. 0002mol Tm2O3。本实施方式所制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料中钬离子的掺杂摩尔浓度为0. 7%、镱离子的掺杂摩尔浓度为8. 0%、铥离子的掺杂摩尔浓度为1. 0%。本实施方式制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料在980nm激光泵浦、激发功率为304mW的条件下能够发出明亮的上转换白光，上转换光谱如图2曲线e所示，CIE色标如图3中点e所示，且发光均勻。根据图2的检测结果观察到Ho3+离子浓度的增加使蓝光发射强度急剧降低，红光和绿光上转换发射强度几乎不变。根据图3的检测结果观察到Ho3+离子摩尔浓度为0. 4%时上转换白色荧光输出的色标为(0214，0. 229) ；Ho3+离子摩尔浓度为0. 5%时上转换白色荧光输出的色标为(0. 236， 0.246) ；Ho3+离子摩尔浓度为0.6%时上转换白色荧光输出的色标为(0. 242,0. 269) ；Ho3+ 离子摩尔浓度为0.7%时上转换白色荧光输出的色标为(0.253,0.272) ；Ho3+离子摩尔浓度较低时上转换发光偏蓝光，随着Ho3+离子摩尔浓度增加，色坐标逐渐向右上方移动，都落在 1931CIE色图中马蹄形的白光区域中。
具体实施方式
十一本实施方式钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料按下述步骤制备一、按钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料化学式的化学计量比称取氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末，钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为Caa9WO4 = H0acilAWTmacil ；二、将称取的氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末置于玛瑙研钵中研磨4小时，然后置于压强为ISMPa的压力环境中压片 lOmin，获得片状预制体；三、将片状预制体放入空气气氛下进行高温烧结，烧结温度为1300°C，烧结时间为 10小时，然后自然冷却，即得到钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料；步骤一中CaO 粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的纯度均为99. 99%。本实施方式准确称取0. 036mol Ca0、0. 04mol WO3>0. 0002mol Ηο203、0· 0016mol Yb2O3 禾口 0. 0002mol Tm2O3。本实施方式所制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料中钬离子的掺杂摩尔浓度为1.0%、镱离子的掺杂摩尔浓度为8.0%、铥离子的掺杂摩尔浓度为1.0%本实施方式制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料在980nm激光泵浦、激发功率分别为70mW、117mW、164mW、210mW、257mW和304mW的条件下能够发出明亮的上转换白光，上转换光谱如图4所示(激发功率为70mW的上转换光谱如图4曲线f所示，激发功率为117mW的上转换光谱如图4曲线e所示，激发功率为164mW的上转换光谱如图4 曲线d所示，激发功率为210mW的上转换光谱如图4曲线c所示，激发功率为257mW的上转换光谱如图4曲线b所示，激发功率为304mW的上转换光谱如图4曲线a所示)，且发光均勻。图4检测结果表明，随着激发功率的增强，蓝光发射强度比绿光和红光发射强度增加的更快。本实施方式制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料在980nm激光泵浦、激发功率分别为70mW、117mW、164mW、210mW、257mW和304mW的条件下的CIE色标都落在 1931CIE色图中马蹄形的白光区域中。激发功率为70mW时上转换白色荧光输出的色标为 (O. 378,0. 379)，激发功率为117mW时上转换白色荧光输出的色标为(O. 342,0. 362)，激发功率为164mW时上转换白色荧光输出的色标为(0. 309,0. 340)，激发功率为210mW时上转换白色荧光输出的色标为(0. 282,0. 314)，激发功率为257mW时上转换白色荧光输出的色标为(0.263，0.256)，激发功率为304mW时上转换白色荧光输出的色标为(0. 240，0. 269)，根据图5的检测结果观察到随着激发功率的增强，色坐标逐渐向左下方移动。
本实施方式制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的X射线衍射分析结果如图1所示。图IX射线衍射分析结果与标准XRD卡片(JCPDS 77-2236)相吻合，说明本实施方式方法所制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料具有白钨矿CaWO4 结构。
具体实施方式
十二 本实施方式钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料按下述步骤制备一、按钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料化学式的化学计量比称取氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末，钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为Caa95WO4 = H0cicilAbaciZTmacil ；二、将称取的氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末置于玛瑙研钵中研磨4小时，然后置于压强为ISMPa的压力环境中压片 lOmin，获得片状预制体；三、将片状预制体放入空气气氛下进行高温烧结，烧结温度为1300°C，烧结时间为 10小时，然后自然冷却，即得到钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料；步骤一中CaO 粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的纯度均为99. 99%。本实施方式准确称取0. 038mol Ca0、0. 04mol WO3>0. 0002mol Ho203、0. 0008mol Yb2O3 禾口 0. 0002mol Tm2O3。本实施方式所制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料中钬离子的掺杂摩尔浓度为1.0%、镱离子的掺杂摩尔浓度为4.0%、铥离子的掺杂摩尔浓度为1.0%。本实施方式制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料在980nm激光泵浦、激发功率为304mW的条件下能够发出明亮的上转换白光，上转换光谱如图6曲线a所示，CIE色标如图7中点d所示，且发光均勻。
具体实施方式
十三本实施方式钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料按下述步骤制备—、按钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料化学式的化学计量比称取氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末，钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为Caa93WO4 = H0cicilAbaciZTmacil ；二、将称取的氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末置于玛瑙研钵中研磨4小时，然后置于压强为ISMPa的压力环境中压片 lOmin，获得片状预制体；三、将片状预制体放入空气气氛下进行高温烧结，烧结温度为1300°C，烧结时间为 10小时，然后自然冷却，即得到钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料；步骤一中CaO 粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的纯度均为99. 99%。本实施方式准确称取0. 0372mol Ca0、0. 04mol WO3>0. 0002mol Ηο203、0· OOlmol Yb2O3 禾口 0. 0002mol Tm2O3。本实施方式所制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料中钬离子的掺杂摩尔浓度为1.0%、镱离子的掺杂摩尔浓度为5.0%、铥离子的掺杂摩尔浓度为1.0%。本实施方式制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料在980nm激光泵浦、激发功率为304mW的条件下能够发出明亮的上转换白光，上转换光谱如图6曲线b所示，CIE色标如图7中点c所示，且发光均勻。
具体实施方式
十四本实施方式钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料按下述步骤制备一、按钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料化学式的化学计量比称取氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末，钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为Caa92WO4 = H0cicilAbacifZTmacil ；二、将称取的氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末置于玛瑙研钵中研磨4小时，然后置于压强为ISMPa的压力环境中压片 lOmin，获得片状预制体；三、将片状预制体放入空气气氛下进行高温烧结，烧结温度为1300°C，烧结时间为 10小时，然后自然冷却，即得到钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料；步骤一中CaO 粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的纯度均为99. 99%。本实施方式准确称取0. 0368mol Ca0、0. 04mol WO3>0. 0002mol Ho203、0. 0012mol Yb2O3 禾口 0. 0002mol Tm2O3。本实施方式所制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料中钬离子的掺杂摩尔浓度为1.0%、镱离子的掺杂摩尔浓度为6.0%、铥离子的掺杂摩尔浓度为1.0%。本实施方式制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料在980nm激光泵浦、激发功率为304mW的条件下能够发出明亮的上转换白光，上转换光谱如图6曲线c所示，CIE色标如图7中点b所示，且发光均勻。
具体实施方式
十五本实施方式钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料按下述步骤制备一、按钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料化学式的化学计量比称取氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末，钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为Caa91WO4 = H0cicilAbaciZTmacil ；二、将称取的氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末置于玛瑙研钵中研磨4小时，然后置于压强为ISMPa的压力环境中压片 lOmin，获得片状预制体；三、将片状预制体放入空气气氛下进行高温烧结，烧结温度为1300°C，烧结时间为 10小时，然后自然冷却，即得到钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料；步骤一中CaO 粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的纯度均为99. 99%。本实施方式准确称取0. 0364mol Ca0、0. 04mol WO3>0. 0002mol Ηο203、0· 0014mol Yb2O3 禾口 0. 0002mol Tm2O3。本实施方式所制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料中钬离子的掺杂摩尔浓度为1.0%、镱离子的掺杂摩尔浓度为7.0%、铥离子的掺杂摩尔浓度为1.0%。本实施方式制备的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料在980nm激光泵浦、激发功率为304mW的条件下能够发出明亮的上转换白光，上转换光谱如图6曲线d所示，CIE色标如图7中点a所示，且发光均勻。根据图6的检测结果观察到Yb3+离子浓度的增加使绿光和红光发射强度急剧降低，蓝光发射强度几乎不变。
根据图7的检测结果观察到Yb3+离子摩尔浓度为4.0%时上转换白色荧光输出的色标为(0.348,0.403) ；Yb3+离子摩尔浓度为5.0%时上转换白色荧光输出的色标为(0.302,0.363) ；Yb3+离子摩尔浓度为6.0%时上转换白色荧光输出的色标为(0.275， 0.325) ；Yb3+离子摩尔浓度为7.0%时上转换白色荧光输出的色标为(0. 255,0. 290) ；Yb3+ 离子摩尔浓度较低时上转换发光偏红光，随着Yb3+离子摩尔浓度增加，色坐标逐渐向左下方移动，都落在1931 CIE色图中马蹄形的白光区域中。
权利要求
1.钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料，其特征在于钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为CaiL1WO4 = HcvZYbZrmacil，其中0. 04彡X彡0. 08， 0. 004 彡 y 彡 0. 01。
2.根据权利要求1所述的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料，其特征在于钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为Cai_x_y_a01ff04Hoy/Yb x/Tm0.Μ，其中 0. 05 彡 χ 彡 0. 07，0. 005 彡 y 彡 0. 008。
3.根据权利要求1所述的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料，其特征在于钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为Cai_x_y_a(11W04:HOy/Ybx/Tma(11，其中χ 为 0. 08，0. 006 彡 y 彡 0. 007。
4.制备权利要求1所述钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的方法，其特征在于钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料按下述步骤制备一、按钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料化学式的化学计量比称取氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末，钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为Cai_x_y_Q.uWO^Hcv/Yb/rn^i，其中0. 04彡χ彡0. 08， 0. 004 彡 y 彡 0. 01 ；二、将称取的氧化钙粉末、三氧化钨粉末、三氧化二钬粉末、三氧化二镱粉末和三氧化二铥粉末置于玛瑙研钵中研磨4士0. 5小时，然后置于压强为ISMPa的压力环境中压片 lOmin，获得片状预制体；三、将片状预制体放入空气气氛下进行高温烧结，烧结温度为1300士 50°C，烧结时间为 10士0. 5小时，然后自然冷却，即得到钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料。
5.根据权利要求4所述的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的制备方法， 其特征在于钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为Cai_x_y_a(llW04:HOy/Ybx/ Tm0.C11，其中 0. 05 彡 χ 彡 0. 07,0. 005 ^ y ^ 0. 008。
6.根据权利要求4所述的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的制备方法， 其特征在于钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为Cai_x_y_a(llW04:HOy/Ybx/ Tm。.C11，其中 χ 为 0. 08,0. 006 彡 y 彡 0. 007。
7.根据权利要求4、5或6所述的钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的制备方法，其特征在于步骤一中CaO粉末、WO3粉末、Ho2O3粉末、Yb2O3粉末和Tm2O3粉末的纯度均为 99. 99%。
全文摘要
钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料及其制备方法，它涉及一种稀土元素掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料及其制备方法。钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料的化学式为Ca1-x-y-0.01WO4:Hoy/Ybx/Tm0.01，其中0.04≤x≤0.08，0.004≤y≤0.01。制备方法1.按化学式的化学计量比称取；2.研磨、压片；3.高温烧结。本发明钬镱铥三掺杂钨酸钙多晶粉白光上转换材料在980nm激光泵浦下、较宽的激发功率范围内，都能发出明亮的上转换白光，且发光均匀。可应用于白光源在固态多色三维显示和背光灯领域。
文档编号C09K11/78GK102181290SQ20111007212
公开日2011年9月14日 申请日期2011年3月24日 优先权日2011年3月24日
发明者张春雨, 徐衍岭, 王锐, 赵宏, 邢丽丽 申请人:哈尔滨工业大学