本發明涉及一種熒光材料，特別涉及包括微弧光傳感器用的發光材料，并提供了該熒光材料的制備方法，屬于發光材料領域或新型電子元器件領域。

背景技術：

發電廠及電力系統中的高壓電氣設備，在長期的熱環境、電場、機械應力、物化腐蝕及各種環境等因素的綜合作用下，絕緣性會逐漸劣化下降，當達到一定程度后，可形成諸如短路放電現象，放電信號十分微弱，不易察覺，處置不及時極易造成重大的火災事故。目前，國內外已經開發出多種機理的傳感器用于微弧光的檢測，如基于超聲波及電壓檢測法的壓電傳感器，將超聲信號轉換成電信號，再進行放大、濾波等處理方法，由于超聲波產生時，光信號已經相當強大了，因此該方法不能有效的在微弧光產生的初期進行檢測；另一種是應用壓力傳感器對電弧光產生的壓力進行檢測預警，然而該種方法在靈敏度、響應時間及可靠性上沒有優勢；第三種是應用光學傳感器（紫外光傳感器、熒光傳感器）對微弧光進行檢測，前者基于光電效應將微弧光中的紫外光轉換響應的電流，傳導到裝置中進行判定，該種方法存在成本高，光譜響應范圍窄等缺點，后者利用熒光材料吸收微弧光，傳換成傳感器響應度最高的光譜，進而進行微弧光的檢測，具有成本低、響應度高、靈敏度高的優點。

但是目前專用于微弧光傳感器的熒光材料還沒有相關的報道，一些制造商直接選擇市場上應用于其他領域的熒光材料用于制備微弧光傳感器，由于熒光材料與微弧光光譜和傳感器響應曲線均沒有優化匹配，所以制備出的傳感器靈敏度和準確度都不高。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種微弧光傳感器用深紅/近紅外下轉換熒光材料，該熒光材料的發射光譜范圍為650-1100nm，激發光譜范圍為200-400nm；化學式為：M_aMg_1-aAl₂Si₂O₈:N_b，R_c，其中M為Ca、Sr、Ba四種元素中的一種，N為Ce、Eu、Mn三種元素中的一種，R為Nd、Yb兩種元素中的一種，a、b、c為摩爾系數，其范圍是：0＜a＜1，0＜b＜0.5，0＜c＜0.5。

本發明的另一個目的是提供上述微弧光傳感器用深紅/近紅外下轉換熒光材料的制備方法，具體步驟為：

（1）、按照化學式M_aMg_1-aAl₂Si₂O₈:N_b，R_c中各元素的摩爾系數比，稱取原料，按照與原料總質量比，稱取助熔劑，球磨混勻，球磨時間10-12小時，球磨速度為100-120轉/分鐘；

（2）、球磨結束后，將原料裝入坩堝，放入高溫固相爐中，在空氣的氣氛下進行煅燒，溫度850-1050℃，時間6-8小時；

（3）、煅燒結束后，將材料取出、冷卻至室溫，粉碎和過篩，即得到所需的熒光材料。

在上述方法中，所述的元素M來源于Ca、Sr、Ba碳酸鹽中的一種，元素Ce、Eu、Mn、Nd、Yb均來源于其相應的氧化物。

在上述方法中，所述的助熔劑為BaF₂、NH₄Cl、LiCl、H₃BO₃中的至少一種。

在上述方法中，所述的助熔劑添加量為原料總質量的0.5%-3.0%。

有益效果：

本發明涉及的熒光材料通過基質與摻雜元素的調控具有激發范圍廣（200-400nm），發射范圍寬（650-1100nm），發射強度大的優點，與微弧光的光譜和傳感器的最佳光譜響應曲線相匹配。應用于微弧光傳感器中，可以將微弧光中的紫光轉換成易于響應的深紅/近紅外光，提高了傳感器的響應度和靈敏度，同時采用高溫固相燒結的工藝，工藝簡單，成本低，具有較好的應用價值。

附圖說明

圖1是具體實施例8中制備的Ba_0.09Mg_0.5Al₂Si₂O₈:Mn_0.15，Yb_0.26熒光材料的激發和發射光譜。

具體實施方式

結合實施案例對本發明做進一步詳細說明，但本發明保護范圍不限于所述內容。

實施例1：

按照照化學式Ca_0.22Mg_0.5Al₂Si₂O₈:Ce_0.18，Yb_0.1中各元素的摩爾系數比，稱取0.22mol CaCO₃，0.5mol MgCO₃，1mol Al₂O₃，2mol SiO₂，0.18mol CeO₂，0.05mol Yb₂O₃作為原料，按照原料總質量的0.5%稱取助熔劑BaF₂，與原料球磨混合，球磨時間10小時，球磨速度105轉/分鐘，球磨結束后，將原料放入坩堝，置于高溫固相爐中高溫煅燒，溫度950℃，時間7h，取出冷卻至室溫，粉碎過篩，即可制備所需的微弧光傳感器用深紅/近紅外下轉換熒光材料。

實施例2：

按照照化學式Ca_0.03Mg_0.6Al₂Si₂O₈:Mn_0.22，Nd_0.15中各元素的摩爾系數比，稱取0.03mol CaCO₃，0.6mol MgCO₃，1mol Al₂O₃，2mol SiO₂，0.22mol MnO₂，0.075mol Nd₂O₃作為原料，按照原料總質量的0.5%稱取助熔劑H₃BO₃，與原料球磨混合，球磨時間10小時，球磨速度105轉/分鐘，球磨結束后，將原料放入坩堝，置于高溫固相爐中高溫煅燒，溫度850℃，時間7.5h，取出冷卻至室溫，粉碎過篩，即可制備所需的微弧光傳感器用深紅/近紅外下轉換熒光材料。

實施例3：

按照照化學式Ca_0.15Mg_0.35Al₂Si₂O₈:Eu_0.3，Yb_0.2中各元素的摩爾系數比，稱取0.15mol CaCO₃，0.35mol MgCO₃，1mol Al₂O₃，2mol SiO₂，0.15mol Eu₂O₃，0.1mol Yb₂O₃作為原料，按照原料總質量的1.2%稱取助熔劑LiCl，與原料球磨混合，球磨時間10.5小時，球磨速度110轉/分鐘，球磨結束后，將原料放入坩堝，置于高溫固相爐中高溫煅燒，溫度1000℃，時間8h，取出冷卻至室溫，粉碎過篩，即可制備所需的微弧光傳感器用深紅/近紅外下轉換熒光材料。

實施例4：

按照照化學式Sr_0.05Mg_0.5Al₂Si₂O₈:Mn_0.15，Yb_0.3中各元素的摩爾系數比，稱取0.05mol SrCO₃，0.5mol MgCO₃，1mol Al₂O₃，2mol SiO₂，0.15mol MnO₂，0.15mol Yb₂O₃作為原料，按照原料總質量的1.5%稱取助熔劑NH₄Cl，與原料球磨混合，球磨時間11小時，球磨速度100轉/分鐘，球磨結束后，將原料放入坩堝，置于高溫固相爐中高溫煅燒，溫度1050℃，時間7.5h，取出冷卻至室溫，粉碎過篩，即可制備所需的微弧光傳感器用深紅/近紅外下轉換熒光材料。

實施例5：

按照照化學式Sr_0.26Mg_0.34Al₂Si₂O₈:Ce_0.2，Nd_0.2中各元素的摩爾系數比，稱取0.26mol SrCO₃，0.34mol MgCO₃，1mol Al₂O₃，2mol SiO₂，0.2mol CeO₂，0.1mol Nd₂O₃作為原料，按照原料總質量的2.5%稱取助熔劑H₃BO₃，與原料球磨混合，球磨時間10小時，球磨速度110轉/分鐘，球磨結束后，將原料放入坩堝，置于高溫固相爐中高溫煅燒，溫度950℃，時間8h，取出冷卻至室溫，粉碎過篩，即可制備所需的微弧光傳感器用深紅/近紅外下轉換熒光材料。

實施例6：

按照照化學式Sr_0.3Mg_0.24Al₂Si₂O₈:Eu_0.14，Nd_0.32中各元素的摩爾系數比，稱取0.3mol SrCO₃，0.24mol MgCO₃，1mol Al₂O₃，2mol SiO₂，0.07mol Eu₂O₃，0.16mol Nd₂O₃作為原料，按照原料總質量的2%稱取助熔劑BaF₂，與原料球磨混合，球磨時間12小時，球磨速度100轉/分鐘，球磨結束后，將原料放入坩堝，置于高溫固相爐中高溫煅燒，溫度950℃，時間8h，取出冷卻至室溫，粉碎過篩，即可制備所需的微弧光傳感器用深紅/近紅外下轉換熒光材料。

實施例7：

按照照化學式Ba_0.25Mg_0.25Al₂Si₂O₈:Ce_0.25，Yb_0.25中各元素的摩爾系數比，稱取0.25mol BaCO₃，0.25mol MgCO₃，1mol Al₂O₃，2mol SiO₂，0.25mol CeO₂，0.125mol Yb₂O₃作為原料，按照原料總質量的1.5%稱取助熔劑LiCl，與原料球磨混合，球磨時間11.5小時，球磨速度120轉/分鐘，球磨結束后，將原料放入坩堝，置于高溫固相爐中高溫煅燒，溫度1050℃，時間6.5h，取出冷卻至室溫，粉碎過篩，即可制備所需的微弧光傳感器用深紅/近紅外下轉換熒光材料。

實施例8：

按照照化學式Ba_0.09Mg_0.5Al₂Si₂O₈:Mn_0.15，Yb_0.26中各元素的摩爾系數比，稱取0.09mol BaCO₃，0.5mol MgCO₃，1mol Al₂O₃，2mol SiO₂，0.15mol MnO₂，0.13mol Yb₂O₃作為原料，按照原料總質量的2.5%稱取助熔劑BaF₂，與原料球磨混合，球磨時間10小時，球磨速度115轉/分鐘，球磨結束后，將原料放入坩堝，置于高溫固相爐中高溫煅燒，溫度1000℃，時間6h，取出冷卻至室溫，粉碎過篩，即可制備所需的微弧光傳感器用深紅/近紅外下轉換熒光材料。

實施例9：

按照照化學式Ba_0.3Mg_0.3Al₂Si₂O₈:Mn_0.1，Nd_0.3中各元素的摩爾系數比，稱取0.3mol BaCO₃，0.3mol MgCO₃，1mol Al₂O₃，2mol SiO₂，0.1mol MnO，0.15mol Nd₂O₃作為原料，按照原料總質量的0.5%稱取助熔劑NH₄Cl，與原料球磨混合，球磨時間12小時，球磨速度110轉/分鐘，球磨結束后，將原料放入坩堝，置于高溫固相爐中高溫煅燒，溫度850℃，時間7.5h，取出冷卻至室溫，粉碎過篩，即可制備所需的微弧光傳感器用深紅/近紅外下轉換熒光材料。