一种双钙钛矿结构荧光粉、制备方法及应用

本发明涉及荧光粉，特别指一种双钙钛矿结构荧光粉、制备方法及应用。

背景技术：

1、热释光材料含有一定浓度的发光中心和陷阱。在高能辐射激发下，晶体中产生自由电子和空穴，其中一部分被陷阱捕获。当晶体被加热时，捕获的电子(或空穴)被热激发成为准自由载流子，当准自由载流子与发光中心重新结合时产生热发光。目前有许多热释光材料具有剂量响应线性好、制作简单、成本低等特点，可用于电离辐射剂量检测；例如lif:mg/cu/p、li2b4o7:mn可用于个人剂量检测，beo、caso4:dy、caf2:dy可用于环境剂量检测，al2o3:c、mgb4o7:dy可用于医用剂量检测然而一般的热释光材料的灵敏度高，但剂量响应的线性上限一般较低(约200gy)。但是在一些特殊场合(如辐照保存)，往往需要精确测量kgy水平的辐照剂量。为了解决上述问题，公开号为cn 109694710b的中国专利提出一种掺杂铥、铽、硼酸的磷酸锂镁热释光材料，该热释光材料的化学组成表达式为：limg1-x-ypo4:tmx,tby,bz；其中，x为含有掺杂离子tm3+的取代基质中mg2+的浓度，y为含有掺杂离子tb3+的取代基质中mg2+的浓度，z为b3+的浓度，x=y=0.005，z=0.006；所述热释光材料的计量响应在在0.08-2000gy有较好的线性特性。然而上述热释光材料以磷酸盐为基质，其稳定性具有一定局限。

2、在氧化物基体材料中，双钙钛矿因其优异的化学结构和良好的稳定性而备受关注。用不同的a'或b'离子部分取代abo3型简单钙钛矿的a或b位点，可以得到aa'bb'o6型双钙钛矿。双钙钛矿作为一种新型的基体材料，其结构和发光性能得到了广泛的研究。例如，la2mgtio6、gd2zntio6、la2mtio6(m=co,ni)具有良好的热稳定性和优异的发光性能，可作为照明应用的候选材料。然而目前较少有以y2mgtio6作为基质掺杂稀土离子的报道。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了弥补现有技术的不足，提出一种双钙钛矿结构荧光粉、制备方法及应用。

2、为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

3、本发明提供一种双钙钛矿结构荧光粉，其化学表达式为y2-xsmxmgtio6，其中，x为sm3+掺杂的摩尔百分比系数，0＜x≤0.2。

4、以y2mgtio6作为基质掺杂sm离子，保留了双钙钛矿晶体结构，具有优异的化学结构和良好的稳定性，而且具有良好的光致发光和热释光性能。

5、根据以上方案，所述双钙钛矿结构荧光粉的原料包括：y2o3、mgo、tio2、sm2o3。

6、根据以上方案，所述x=0.05。当=0.05时，所述双钙钛矿结构荧光粉的光致发光的光强度最高。

7、根据以上方案，所述x=0.02。当=0.02时，所述双钙钛矿结构荧光粉的热释光的光强度最高。

8、本发明还提供所述双钙钛矿结构荧光粉的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

9、1）按化学表达式y2-xsmxmgtio6中各化学组成的化学计量比，分别称取相应质量比的原料y2o3、mgo、tio2、sm2o3备用；

10、2）将原料置于玛瑙砂浆中，充分研磨至混合均匀；

11、3）将均匀研磨的粉末放入刚玉坩埚中，然后放入马弗炉中，在空气气氛下进行预烧，然后再进行煅烧，得到块状烧结试样；

12、4）将所述块状烧结试样用玛瑙砂浆研磨至粉碎，得到双钙钛矿结构荧光粉。

13、采用固相反应方法制备双钙钛矿结构荧光粉，将sm3+掺杂到y2mgtio6中，制备方法简单。

14、根据以上方案，步骤3）中所述预烧的温度为700-900℃，预烧时间为2-4h。

15、根据以上方案，步骤3）中所述煅烧的温度为1200-1400℃，煅烧时间为8-10h。

16、本发明还提供上述双钙钛矿结构荧光粉作为光致发光材料在照明光源中的应用。

17、本发明还提供上述双钙钛矿结构荧光粉作为热释光材料在热释光剂量计中的应用。

18、根据以上方案，所述热释光剂量计用于剂量为2-1000gy的辐射探测。

19、本发明的有益效果在于：

20、本发明通过以y2mgtio6作为基质掺杂sm离子得到一种双钙钛矿结构荧光粉，所述荧光粉保留了双钙钛矿晶体结构，具有优异的化学结构和良好的稳定性，而且具有良好的光致发光和热释光性能，可作为光致发光材料、热释光材料分别应用于照明光源和热释光剂量计中。

技术特征：

1.一种双钙钛矿结构荧光粉，其特征在于，其化学表达式为y2-xsmxmgtio6，其中，x为sm3+掺杂的摩尔百分比系数，0＜x≤0.2。

2.根据权利要求1所述双钙钛矿结构荧光粉，其特征在于，所述双钙钛矿结构荧光粉的原料包括：y2o3、mgo、tio2、sm2o3。

3.根据权利要求1所述双钙钛矿结构荧光粉，其特征在于，所述x=0.05。

4.根据权利要求1所述双钙钛矿结构荧光粉，其特征在于，所述x=0.02。

5.一种如权利要求1-4任一所述双钙钛矿结构荧光粉的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述双钙钛矿结构荧光粉的制备方法，，其特征在于，步骤3）中所述预烧的温度为700-900℃，预烧时间为2-4h。

7.根据权利要求5所述双钙钛矿结构荧光粉的制备方法，，其特征在于，步骤3）中所述煅烧的温度为1200-1400℃，煅烧时间为8-10h。

8.一种如权利要求1-4任一所述双钙钛矿结构荧光粉作为光致发光材料在照明光源中的应用。

9.一种如权利要求1-4任一所述双钙钛矿结构荧光粉作为热释光材料在热释光剂量计中的应用。

10.根据权利要求9所述应用，其特征在于，所述热释光剂量计用于剂量为2-1000gy的辐射探测。

技术总结
本发明涉及一种双钙钛矿结构荧光粉、制备方法及应用，所述双钙钛矿结构荧光粉的化学表达式为Y<subgt;2‑x</subgt;Sm<subgt;x</subgt;MgTiO<subgt;6</subgt;，其中，x为Sm<supgt;3+</supgt;掺杂的摩尔百分比系数，0＜x≤0.2。所述荧光粉保留了双钙钛矿晶体结构，具有优异的化学结构和良好的稳定性，而且具有良好的光致发光和热释光性能，可作为光致发光材料、热释光材料分别应用于照明光源和热释光剂量计。

技术研发人员：郭竞渊,熊正烨,刘昊
受保护的技术使用者：广东海洋大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29