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
阅读：83发布：2021-11-26
专利汇可以提供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专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 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。，下面是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专利的具体信息内容。
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-1-x-yRxYbyBi2BmO3m+3，其中
3+ 2+ 2+ 2+ 2+ + + 3+ 3+
A为适合于12配位的Bi 、Ca 、Sr 、Ba 、pb 、Na、K、La 和Y 中的一种离子或两种以上离
3+ 3+ 3+ 4+
子的组合，R选自稀土元素Er 、Ho 和Tm 离子中的一种或多种，B为适合于6配位的Ti 、
4+ 5+ 5+ 6+ 6+
Zr 、Nb 、Ta 、W 和Mo 中的一种离子或两种以上离子的组合；m取正整数且2≤m≤8，
x的取值范围为0.000001≤x≤0.3，y的取值范围为0≤y≤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≤y≤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，x的取值范围为0.01≤x≤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、(Na1/2Bi1/2)Bi2Nb2O9、(K1/2Bi1/2)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)Bi2Ti1/2Nb3/2O9、(K1/6Bi5/6)Bi2Ti4/3Nb2/3W1/3O9、(Na1/6Bi5/6)Bi2Ti4/3Nb2/3W1/3O9、(Pb1/3Bi2/3)Bi2TiNb2/3W1/3O9、(Pb2/3Bi1/3)Bi2TiNb2/3W1/3O9、(Pb3/4Bi1/4)Bi2Ti1/2Nb3/2O9、(Pb1/2Bi1/2)Bi2TiNb1/2W1/2O9、(Ba0.5Bi0.5)Bi2Ti1/2Nb3/2O9、(Sr1/2Bi1/2)2Bi2Ti2NbO12、(Ba1/2Bi1/2)2Bi2Ti2NbO12、(Pb1/2Bi1/2)2Bi2Ti2NbO12、(Pb1/2Bi1/2)2Bi2Ti5/2W1/2O12、CaNaBi2Nb3O12、BaNaBi2Nb3O12、(Ca1/3Bi2/3)3Bi2Ti4O15、(Sr1/3Bi2/3)3Bi2Ti4O15、(Ba1/3Bi2/3)3Bi2Ti4O15、(K1/6Bi5/6)3Bi2Ti4O15、(Na1/6Bi5/6)3Bi2Ti4O15、(Ca1/2Bi1/2)4Bi2Ti5O18、(Sr1/2Bi1/2)4Bi2Ti5O18、(Ba1/2Bi1/2)4Bi2Ti5O18、(Pb1/2Bi1/2)4Bi2Ti5O18、Bi4Bii2TiWO18、(Na1/2Bi1/2)4Bi2Ti3Nb2O18、Bi5Bi2Ti4Nb2O21、(Ca1/5Na4/5)5Bi2Nb6O21、(Ba1/5Na4/5)5Bi2Nb6O21、(Ca1/6Na5/6)6Bi2Nb7O24或(Ca1/7Na6/7)7Bi2Nb8O27。
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-1-x-yRxYbyBi2BmO3m+3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，Yb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℃～950℃，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℃～1350℃，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10～100MPa压力下压制成陶瓷生坯片，然后将陶瓷生坯片在550～600℃下保温
2～4小时进行排粘处理，最后在800℃～1350℃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(2)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。
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
背景技术
[0002] 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Yb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：
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Yb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：
[0003] (1)CaTiO3：Journal of Luminescence，2008，128：797-799；
[0004] (2)SrTiO3：Journal of Alloys and Compounds，2006，415：280-283；
[0005] (3)BaTiO3：Optics Express，2011，19(3)：1824-1829；
[0006] (4)PbTiO3：Journal of Fluorescence，2009，19：511-516；
[0007] (5)Na0.5Bi0.5TiO3：Journal of the American Ceramic Society，2007，90(2)：664-666；
[0008] (6)NaNbO3：Journal of Alloys and Compounds，2005，391：302-306；
[0009] (7)KNbO3：Thin Solid Films，2009，517：4138-4142；
[0010] 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。
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。
[0011] 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CN101724397A)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
2-
铋层状氧化物晶格中的钙钛矿层(Am-1BmO3m+1) 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。
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CN101724397A)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
2-
铋层状氧化物晶格中的钙钛矿层(Am-1BmO3m+1) 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
[0013] 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
3+ 2+ 2+ 2+ 2+
的化学通式为：Am-1-x-yRxYbyBi2BmO3m+3，其中A为适合于12配位的Bi 、Ca 、Sr 、Ba 、pb 、+ + 3+ 3+ 3+ 3+ 3+
Na、K、La 和Y 中的一种离子或两种以上离子的组合，R选自稀土元素Er 、Ho 、Tm 离
4+ 4+ 5+ 5+ 6+ 6+
子中的一种或多种，B为适合于6配位的Ti 、Zr 、Nb 、Ta 、W 和Mo 中的一种离子或两
种以上离子的组合；m取正整数且2≤m≤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。
3+ 2+ 2+ 2+ 2+
的化学通式为：Am-1-x-yRxYbyBi2BmO3m+3，其中A为适合于12配位的Bi 、Ca 、Sr 、Ba 、pb 、+ + 3+ 3+ 3+ 3+ 3+
Na、K、La 和Y 中的一种离子或两种以上离子的组合，R选自稀土元素Er 、Ho 、Tm 离
4+ 4+ 5+ 5+ 6+ 6+
子中的一种或多种，B为适合于6配位的Ti 、Zr 、Nb 、Ta 、W 和Mo 中的一种离子或两
种以上离子的组合；m取正整数且2≤m≤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。
[0014] 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≤y≤0.6；更进一步的，y的取值范围为
0.02≤y≤0.32。
0.02≤y≤0.32。
[0015] 进一步的，所述上转换发光压电材料的化学通式中，x的取值范围为0.01≤x≤0.3；再进一步的，x的取值范围为0.01≤x≤0.16；更进一步的，x的取值范
围为0.01≤x≤0.06。
围为0.01≤x≤0.06。
[0016] 优选的，所述铋层状类钙钛矿结构的氧化物基质为：
[0017] CaBi2Nb2O9、SrBi2Nb2O9、BaBi2Nb2O9、PdBi2Nb2O9、(Na1/2Bi1/2)Bi2Nb2O9、(K1/2Bi1/2)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)Bi2Ti1/2Nb3/2O9、(K1/6Bi5/6)Bi2Ti4/3Nb2/3W1/3O9、(Na1/6Bi5/6)Bi2Ti4/3Nb2/3W1/3O9、(Pb1/3Bi2/3)Bi2TiNb2/3W1/3O9、(Pb2/3Bi1/3)Bi2TiNb2/3W1/3O9、(Pb3/4Bi1/4)Bi2Ti1/2Nb3/2O9、(Pb1/2Bi1/2)Bi2TiNb1/2W1/2O9、(Ba0.5Bi0.5)Bi2Ti1/2Nb3/2O9、(Sr1/2Bi1/2)2Bi2Ti2NbO12、(Ba1/2Bi1/2)2Bi2Ti2NbO12、(Pb1/2Bi1/2)2Bi2Ti2NbO12、(Pb1/2Bi1/2)2Bi2Ti5/2W1/2O12、CaNaBi2Nb3O12、BaNaBi2Nb3O12、(Ca1/3Bi2/3)3Bi2Ti4O15、(Sr1/3Bi2/3)3Bi2Ti4O15、(Ba1/3Bi2/3)3Bi2Ti4O15、(K1/6Bi5/6)3Bi2Ti4O15、(Na1/6Bi5/6)3Bi2Ti4O15、(Ca1/2Bi1/2)4Bi2Ti5O18、(Sr1/2Bi1/2)4Bi2Ti5O18、(Ba1/2Bi1/2)4Bi2Ti5O18、(Pb1/2Bi1/2)4Bi2Ti5O18、Bi4Bi2TiWO18、(Na1/2Bi1/2)4Bi2Ti3Nb2O18、Bi5Bi2Ti4Nb2O21、(Ca1/5Na4/5)5Bi2Nb6O21、(Ba1/5Na4/5)5Bi2Nb6O21、(Ca1/6Na5/6)6Bi2Nb7O24或(Ca1/7Na6/7)7Bi2Nb8O27。
[0018] 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2-
钛矿层(Am-1BmO3m+1) 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≤0.3，稀土元素Yb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≤y≤0.6，以基质的摩尔量为1计算。
钛矿层(Am-1BmO3m+1) 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≤0.3，稀土元素Yb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≤y≤0.6，以基质的摩尔量为1计算。
[0019] 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2- 2+
层(Am-1BmO3m+1) 和(Bi2O2) 含铋层有规则地相互交替排列而成，化学通式的模型为
3+ 2+ 2+ 2+ 2+ + + 3+ 3+
Am-1Bi2BmO3m+3，A位为Bi 、pb 、Ba 、Sr 、Ca 、Na、K、La 和Y 等适合于12配位的+3、+2
4+ 4+ 5+ 5+
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Ti 、Zr 、Nb 、Ta 、
6+ 6+
W 和Mo 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
2-
的组合，m对应钙钛矿层(Am-1BmO3m+1) 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、Yb，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。
层(Am-1BmO3m+1) 和(Bi2O2) 含铋层有规则地相互交替排列而成，化学通式的模型为
3+ 2+ 2+ 2+ 2+ + + 3+ 3+
Am-1Bi2BmO3m+3，A位为Bi 、pb 、Ba 、Sr 、Ca 、Na、K、La 和Y 等适合于12配位的+3、+2
4+ 4+ 5+ 5+
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Ti 、Zr 、Nb 、Ta 、
6+ 6+
W 和Mo 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
2-
的组合，m对应钙钛矿层(Am-1BmO3m+1) 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、Yb，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。
[0020] 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。
[0021] 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：
[0022] (1)按照化学通式Am-1-x-yRxYbyBi2BmO3m+3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，Yb的氧化物或硝酸盐，B元素的氧化物或碳酸盐以及Bi2O3。
[0026] 优选的，步骤(3)中，所述预烧温度为750℃～850℃，保温时间为2～6小时。
[0027] (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℃～1350℃，烧结时间为
2～8小时；
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℃～1350℃，烧结时间为
2～8小时；
[0028] 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10～100MPa压力下压制成陶瓷生坯片，然后将陶瓷生坯片在550～600℃下
保温2～4小时进行排粘处理，最后在800℃～1350℃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。
保温2～4小时进行排粘处理，最后在800℃～1350℃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。
[0029] 优选的，步骤(4)中，制备上转换发光陶瓷粉体材料时，所述烧结温度为1000℃～1200℃，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℃～1250℃。
温度为1020℃～1250℃。
[0030] 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2-
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(Am-1BmO3m+1) 中的A位掺杂稀土元素Er、Ho、Tm和Yb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。
附图说明
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(Am-1BmO3m+1) 中的A位掺杂稀土元素Er、Ho、Tm和Yb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。
附图说明
[0031] 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)。
[0032] 图2实施例2的铋层状类钙钛矿结构上转换发光材料Ca0.94Er0.06Bi2Ta2O9陶瓷块体样品的XRD图谱。
[0033] 图3实施例2的铋层状类钙钛矿结构上转换发光材料Ca0.94Er0.06Bi2Ta2O9陶瓷块体样品在红外光980nm激发下的发射图谱。
具体实施方式
[0034] 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。
[0035] 实施例1
[0036] CaBi2Ta2O9基质晶格钙钛矿层(Am-1BmO3m+1)2-中A位掺Er制备上转换发光压电陶瓷粉体材料样品Ca0.94Er0.06Bi2Ta2O9。
[0037] 原料选取CaCO3、Er2O3、Bi2O3和Ta2O5，按Ca0.94Er0.06Bi2Ta2O9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85O℃，升温速率为3℃/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℃烧结4小时，升温速率为3℃/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Ca0.94Er0.06Bi2Ta2O9。
预烧温度为85O℃，升温速率为3℃/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℃烧结4小时，升温速率为3℃/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Ca0.94Er0.06Bi2Ta2O9。
[0038] 将本实施例获得的上转换发光压电陶瓷粉体材料Ca0.94Er0.06Bi2Ta2O9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。
[0039] 将本实施例获得的上转换发光粉体材料Ca0.94Er0.06Bi2Ta2O9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。
[0040] 实施例2
[0041] CaBi2Ta2O9基质晶格钙钛矿层(Am-1BmO3m+1)2-中A位掺Er制备上转换发光压电陶瓷块体材料Ca0.94Er0.06Bi2Ta2O9。
[0042] 原料选取CaCO3、Er2O3、Bi2O3和Ta2O5，按Ca0.94Er0.06Bi2Ta2O9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℃，升温速率为3℃/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10MPa压力下压制成陶瓷
生坯片D；然后将陶瓷生坯片D在550℃保温2小时进行排粘处理后，最后在1250℃烧结4
小时后得上转换发光陶瓷块状材料Ca0.94Er0.06Bi2Ta2O9。
预烧温度为850℃，升温速率为3℃/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10MPa压力下压制成陶瓷
生坯片D；然后将陶瓷生坯片D在550℃保温2小时进行排粘处理后，最后在1250℃烧结4
小时后得上转换发光陶瓷块状材料Ca0.94Er0.06Bi2Ta2O9。
[0043] 将本实施例获得的上转换发光Ca0.94Er0.06Bi2Ta2O9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Ca0.94Er0.06Bi2Ta2O9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。
[0044] 图3为本实施例样品Ca0.94Er0.06Bi2Ta2O9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。
[0045] 实施例3
[0046] CaBi2Ta2O9基质晶格钙钛矿层(Am-1BmO3m+1)2-中A位掺Er，B位掺Yb制备上转换发光压电材料Ca0.82Er0.06Yb0.12Bi2Ta2O9的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。
[0047] 原料选 取CaCO3、Er2O3、Yb2O3、Bi2O3和Ta2O5，按Ca0.82Er0.06Yb0.12Bi2Ta2O9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Ca0.82Er0.06Yb0.12Bi2Ta2O9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Ca0.94Er0.06Bi2Ta1.88Yb0.12O9：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℃，升温速率为3℃/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100MPa压力下压制成陶瓷
生坯片D；然后将陶瓷生坯片D在600℃保温4小时进行排粘处理后，最后在1250℃烧结2
小时后得上转换发光陶瓷块状材料Ca0.82Er0.06Yb0.12Bi2Ta2O9。
预烧温度为850℃，升温速率为3℃/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100MPa压力下压制成陶瓷
生坯片D；然后将陶瓷生坯片D在600℃保温4小时进行排粘处理后，最后在1250℃烧结2
小时后得上转换发光陶瓷块状材料Ca0.82Er0.06Yb0.12Bi2Ta2O9。
[0048] 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Ca0.82Er0.06Yb0.12Bi2Ta2O9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。
[0049] 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(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。
CaBi2Ta2O9(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。
[0050] 实施例4
[0051] (Na1/2Bi1/2)Bi2Nb2O9基质晶格钙钛矿层(Am-1BmO3m+1)2-中A位掺Er和Yb制备上转换发光压电材料(Na1/2Bi1/2)(1-0.02-0.04)Er0.02Yb0.04Bi2Nb2O9的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。
[0052] 原 料 选 取 Na2CO3、Er2O3、Yb2O3、Bi2O3 和 Nb2O5， 按 (Na1/2Bi1/2)(1-0.02-0.04)Er0.02Yb0.04Bi2Nb2O9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℃，烧结温度为1000℃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℃，制备上转换发光压电陶瓷块体材料的其余步骤和实
施例2一致。
施例2一致。
[0053] 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(Na1/2Bi1/2)(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。
[0054] 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(Na1/2Bi1/2)
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。
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。
[0055] 实施例5
[0056] (K1/4Na1/4Bi1/2)Bi2Nb2O9基质晶格钙钛矿层(Am-1BmO3m+1)2-中A位掺Er和Yb制备上转换发光压电材料(K1/4Na1/4Bi1/2)(1-0.06-0.12)Er0.06Yb0.12Bi2Ta2O9的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。
[0057] 原料选取K2CO3、Na2CO3、Bi2O3、Er2O3、Yb2O3和Ta2O5，按(K1/4Na1/4Bi1/2)(1-0.06-012)Er0.06Yb0.12Bi2Ta2O9中元素K、Na、Bi、Er、Yb和Ta的化学计量比称取所选原料。除预烧温度为750℃，烧结温度为1020℃，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℃，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2一致。
例的上转换发光压电陶瓷块体材料的其余步骤和实施例2一致。
[0058] 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(K1/4Na1/4Bi1/2)(1-0.06-0.12)Er0.06Yb0.12Bi2Ta2O9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。
[0059] 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
(K1/4Na1/4Bi1/2)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。
(K1/4Na1/4Bi1/2)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。
[0060] 实施例6
[0061] BiBi2TiNbO9基质晶格钙钛矿层(Am-1BmO3m+1)2-中A位掺Er和Yb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。
[0062] 原料选取Bi2O3、Er2O3、Yb2O3、TiO2和Nb2O5，按Bi(1-0.02-0.06)Er0.02Yb0.06Bi2TiNbO9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℃，烧结温度为1000℃，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℃，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2一致。
和实施例1一致。除烧结温度为1020℃，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2一致。
[0063] 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(1-0.02-0.06)Er0.02Yb0.06Bi2TiNbO9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。
[0064] 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。
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。
[0065] 实施例7
[0066] (Pb1/3Bi2/3)Bi2(Ti1/2Nb2/6W1/6)2O9基质晶格钙钛矿层(Am-1BmO3m+1)2-中A位A位掺Er和Yb制备上转换发光压电材料(Pb1/3Bi2/3)(1-0.02-0.06)Er0.02Yb0.06Bi2TiNb2/3W1/3XO9的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。
[0067] 原料选取PbCO3、Bi2O3、TiO2、Yb2O3、Er2O3、Nb2O5和WO3，按配方(Pb1/3Bi2/3)(1-0.02-0.06)Er0.02Yb0.06Bi2TiNb2/3W1/3O9中元素Pb、Bi、Ti、Yb、Er、Nb和W的化学计量比称取所选原料。除预烧温度为800℃，烧结温度为1100℃，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℃，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2一致。
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2一致。
[0068] 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)Er0.02Yb0.06Bi2TiNb2/3W1/3O9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。
[0069] 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)Bi2TiNb2/3W1/3O9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。
[0070] 实施例8
[0071] (Sr1/2Bi1/2)2Bi2Ti2NbO12基质晶格钙钛矿层(Am-1BmO3m+1)2-中A位掺Er和Yb制备上转换发光压电材料(Sr1/2Bi1/2)(2-0.02-0.06)Er0.02Yb0.06Bi2Ti2NbO12的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。
[0072] 原 料 选 取 SrCO3、Bi2O3、Yb2O3、Er2O3、TiO2 和 Nb2O5，按 (Sr1/2Bi1/2)(2-0.02-0.06)Er0.02Yb0.06Bi2Ti2NbO12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℃，烧结温度为1050℃，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℃，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2一致。
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2一致。
[0073] 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(Sr1/2Bi1/2)(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。
[0074] 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
(Sr1/2Bi1/2)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。
(Sr1/2Bi1/2)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。
[0075] 实施例9
[0076] (Ca1/2Na1/2)2Bi2Nb3O12基质晶格钙钛矿层(Am-1BmO3m+1)2-中A位掺Er和Yb制备上转换发光压电材料(Ca1/2Na1/2)(2-0.01-0.02)Er0.01Yb0.02Bi2Nb3O12的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。
[0077] 选 取 CaCO3、Na2CO3、Bi2O3、Yb2O3、Er2O3 和 Nb2O5， 按 (Ca1/2Na1/2)(2-0.01-0.02)Er0.01Yb0.02Bi2Nb3O12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℃，烧结温度为1100℃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℃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2一致。
材料的其余步骤和实施例2一致。
[0078] 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(Ca1/2Na1/2)(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。
[0079] 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
(Ca1/2Na1/2)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。
(Ca1/2Na1/2)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。
[0080] 实施例10
[0081] (Ba1/3Bi2/3)3Bi2Ti4O15基质晶格钙钛矿层(Am-1BmO3m+1)2-中A位掺Er和Yb制备上转换发光压电材料(Ba1/3Bi2/3)(3-0.02)Er0.02Yb0.04Bi2Ti4O15的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。
[0082] 原 料 选 取 BaCO3、Bi2O3、Yb2O3、Er2O3 和 TiO2， 按 (Ba1/3Bi2/3)(3-0.02-0.04)Er0.02Yb0.04Bi2Ti4O15中元素Ba、Bi、Yb、Er和Ti的化学计量比称取所选原料。除预烧温度为850℃，烧结温度为1150℃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℃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2一致。
其余步骤和实施例2一致。
[0083] 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)(3-0.02-0.04)Er0.02Yb0.04Bi2Ti4O15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。
[0084] 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
(Ba1/3Bi2/3)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。
(Ba1/3Bi2/3)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。
[0085] 实施例11
[0086] (Ba1/2Bi1/2)4Bi2Ti5O18晶格钙钛矿层(Am-1BmO3m+1)2-中A位掺Er和Yb制备上转换发光压电材料(Ba1/2Bi1/2)(4-0.02-0.04)Er0.02Yb0.04Bi2Ti5O18的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。
[0087] 选取BaCO3、Bi2O3、Yb2O3、Er2O3和TiO2，按(Ba1/2Bi1/2)(4-0.02-0.04)Er0.02Yb0.04Bi2Ti5O18中元素Ba、Bi、Yb、Er和Ti的化学计量比称取所选原料。除预烧温度为850℃，烧结温度为1180℃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℃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
2一致。
烧结温度为1200℃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
2一致。
[0088] 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(Ba1/2Bi1/2)(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。
[0089] 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
(Ba1/2Bi1/2)4Bi2Ti5O18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。
(Ba1/2Bi1/2)4Bi2Ti5O18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。
[0090] 实施例12
[0091] Bi4Bi2(Ti3/5W1/5)5O18晶格钙钛矿层(Am-1BmO3m+1)2-中A位掺Er和Yb制备上转换发光压电材料Bi(4-0.01-0.03)Er0.01Yb0.03Bi2Ti3WO18的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。
[0092] 选取Bi2O3、Yb2O3、Er2O3、TiO2和WO3，按Bi(4-0.01-0.03)Er0.01Yb0.03Bi2Ti3WO18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℃，烧结温度为1180℃，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℃，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2一致。
致。除烧结温度为1200℃，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2一致。
[0093] 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(4-0.01-0.03)Er0.01Yb0.03Bi2Ti3WO18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。
[0094] 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。
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。
[0095] 实施例13
[0096] Bi5Bi2Ti4Nb2O21晶格钙钛矿层(Am-1BmO3m+1)2-中A位掺Er和Yb制备上转换发光压电材料Bi(5-0.3-0.6)Er0.3Yb0.6Bi2Ti4Nb2O21的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料
[0097] 选取Bi2O3、Yb2O3、Er2O3、TiO2和Nb2O5，按Bi(5-0.3-0.6)Er0.3Yb0.6Bi2Ti4Nb2O21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℃，烧结温度为1050℃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℃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2一致。
[0098] 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(5-0.3-0.6)Er0.3Yb0.6Bi2Ti4Nb2O21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。
[0099] 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
Bi5Bi2Ti4Nb2O21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。
Bi5Bi2Ti4Nb2O21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。
[0100] 实施例14
[0101] (Ca1/6Na5/6)6Bi2Nb7O24晶格钙钛矿层(Am-1BmO3m+1)2-中A位掺Er和Yb制备上转换发光压电材料(Ca1/6Na5/6)(6-0.01-0.02)Er0.01Yb0.02Bi2Nb7O24的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。
[0102] 选 取 CaCO3、Na2CO3、Bi2O3、Yb2O3、Er2O3 和 Nb2O5， 按 (Ca1/6Na5/6)(6-0.01-0.02)Er0.01Yb0.02Bi2Nb7O24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℃，烧结温度为1050℃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℃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2一致。
材料的其余步骤和实施例2一致。
[0103] 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(Ca1/6Na5/6)(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。
[0104] 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
(Ca1/6Na5/6)6Bi2Nb7O24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。
(Ca1/6Na5/6)6Bi2Nb7O24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。
[0105] 实施例15
[0106] (Ca1/7Na6/7)7Bi2Nb8O27晶格钙钛矿层(Am-1BmO3m+1)2-中A位掺Er和Yb制备上转换发光压电材料(Ca1/7Na6/7)(7-0.01-0.02)Er0.01Yb0.02Bi2Nb8O27的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。
[0107] 选 取CaCO3、Na2CO3、Bi2O3、Yb2O3、Er2O3和 Nb2O5，按 配 方(Ca1/7Na6/7)(7-0.01-0.02)Er0.01Yb0.02Bi2Nb8O27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℃，烧结温度为1100℃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℃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2一致。
材料的其余步骤和实施例2一致。
[0108] 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(Ca1/7Na6/7)(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。
[0109] 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
(Ca1/7Na6/7)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。
(Ca1/7Na6/7)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。
[0110] 实施例16
[0111] CaBi2Ta2O9基质晶格钙钛矿层(Am-1BmO3m+1)2-中A位掺Ho和Yb制备上转换发光压电材料Ca0.82Ho0.06Yb0.12Bi2Ta2O9的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。
[0112] 原料选取CaCO3、Ho2O3、Yb2O3、Bi2O3和Ta2O5，按Ca0.82Ho0.06Yb0.12Bi2Ta2O9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℃，烧结温度为1200℃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℃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2一致。
[0113] 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Ca0.82Ho0.06Yb0.12Bi2Ta2O9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。
[0114] 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。
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。
[0115] 实施例17
[0116] CaBi2Ta2O9基质晶格钙钛矿层(Am-1BmO3m+1)2-中A位掺Tm和Yb制备上转换发光压电材料Ca0.82Tm0.06Yb0.12Bi2Ta2O9的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。
[0117] 原料选取CaCO3、Tm2O3、Yb2O3、Bi2O3和Ta2O5，按Ca0.82Tm0.06Yb0.12Bi2Ta2O9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℃，烧结温度为1200℃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℃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2一致。
[0118] 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Ca0.82Tm0.06Yb0.12Bi2Ta2O9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。
[0119] 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。
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。
[0120] 实施例18
[0121] CaBi2Ta2O9基质晶格钙钛矿层(Am-1BmO3m+1)2-中A位掺Er、Tm和Yb制备上转换发光压电材料Ca0.12Er0.03Tm0.03Yb0.12Bi2Ta2O9的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。
[0122] 原料选取CaCO3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3、Bi2O3和Ta2O5，按Ca0.12Er0.03Tm0.03Yb0.12Bi2Ta2O9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℃，烧结温度为1200℃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℃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
2一致。
烧结温度为1250℃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
2一致。
[0123] 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Ca0.12Er0.03Tm0.03Yb0.12Bi2Ta2O9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。
[0124] 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。
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。
[0125] 实施例19
[0126] CaBi2Ta2O9基质晶格钙钛矿层(Am-1BmO3m+1)2-中A位掺Er、Ho、Tm和Yb制备上转换发光压电材料Ca0.91Er0.02Ho0.02Tm0.02Yb0.12Bi2Ta2O9的陶瓷粉体材料和陶瓷块体材料。
[0127] 原料选取CaCO3、Er2O3、Ho2O3、Tm2O3、Yb2O3、Bi2O3和Ta2O5，按Ca0.91Er0.02Ho0.02Tm0.02Yb0.12Bi2Ta2O9中元素Ca、Er、Ho、Tm、Yb、Bi和Ta的化学计量比称取所选原料。除预烧温度为
950℃，烧结温度为1250℃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℃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2一致。
950℃，烧结温度为1250℃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℃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2一致。
[0128] 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Ca0.91Er0.02Ho0.02Tm0.02Yb0.12Bi2Ta2O9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。
[0129] 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。
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。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 复合吸光层太阳能电池及其制备方法 | 2020-05-08 | 870 |
| 钙钛矿纳米结晶粒子及利用该粒子的光电元件 | 2020-05-11 | 21 |
| 一种阴极修饰型平面钙钛矿太阳能电池及其制备方法 | 2020-05-11 | 192 |
| 一种钙钛矿/硅基异质结叠层太阳能电池及其制备方法 | 2020-05-11 | 558 |
| 一种带图案的彩色太阳能电池及其制备方法 | 2020-05-12 | 656 |
| 一种钙钛矿太阳能电池的防钙钛矿分解结构 | 2020-05-08 | 63 |
| 一种基于全无机金属卤化物钙钛矿材料的太阳电池的界面修饰方法 | 2020-05-13 | 489 |
| 有机半导体聚合物 | 2020-05-13 | 778 |
| 一种电极拼接式碳基钙钛矿太阳能电池制备方法 | 2020-05-11 | 764 |
| 一种有机无机杂化钙钛矿太阳能电池的制备方法 | 2020-05-12 | 942 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈