【摘 要】
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与传统的接触式温度测量技术相比,基于稀土离子荧光强度之比的非接触式测量是一种有前途的温度测量技术,因为其具有很高的灵敏度和准确性。同时,由于它还具有独特的热稳定性、较高的上转换效率、良好的物理和优异的化学稳定性,使得一些稀土离子掺杂材料被广泛用于非接触式温度传感。因此,利用荧光强度比技术将稀土离子掺杂材料应用于非接触式温度传感领域是一个值得探索的新方向。本课题通过静电纺丝与高温热处理相结合,这种高
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与传统的接触式温度测量技术相比,基于稀土离子荧光强度之比的非接触式测量是一种有前途的温度测量技术,因为其具有很高的灵敏度和准确性。同时,由于它还具有独特的热稳定性、较高的上转换效率、良好的物理和优异的化学稳定性,使得一些稀土离子掺杂材料被广泛用于非接触式温度传感。因此,利用荧光强度比技术将稀土离子掺杂材料应用于非接触式温度传感领域是一个值得探索的新方向。本课题通过静电纺丝与高温热处理相结合,这种高效且方便的方法,制备出了Er3+、Ho3+和Yb3+离子掺杂钛酸钇（Y2Ti2O7）无机微纳米纤维,分析了Ho3+/Yb3+和Er3+/Yb3+在不同浓度掺杂下的Y2Ti2O7微纳米纤维的光谱特性,并通过光学温控系统对其温度传感特性进行了探索。主要成果如下:1.对Ho3+/Yb3+离子共掺杂Y2Ti2O7无机纳米纤维的荧光特性和温度传感进行了分析。在不同功率的977 nm激光激发下,监测到了该上转换材料发射出强烈的绿光和微弱的红光,并讨论了Yb3+的掺杂对Ho3+的上转换发光的影响;利用Ho3+的热耦合能级,在温控系统下进行测试,发现该无机纳米纤维的上转换荧光强度受温度的影响较大。探究了其温度传感特性以及灵敏度随温度的变化规律,该无机纳米纤维可以在不同温度下稳定工作,找出了最大灵敏度时对应的最佳温度。因此基于静电纺丝技术的Ho3+/Yb3+掺杂Y2Ti2O7无机纳米纤维为非接触温度传感材料的制备提供一个可行的思路。2.对Er3+/Yb3+离子共掺杂Y2Ti2O7无机纳米带的上转换发光特性和温度传感进行了分析。在977 nm激光激发下,该材料有着较强烈的上转换荧光现象,出现了三种不同的发射峰,探讨了Yb3+、Er3+离子在不同浓度下对Y2Ti2O7纳米带进行掺杂后上转换发光的情况。利用温控测试系统对纳米带测试,发现随着测试温度的变化该无机纳米带可以在中低温下良好运行的同时还具有较高的灵敏度。并进一步的探究了其上转换荧光、灵敏度与温度变化之间的关系,发现在测试温度范围内被测样品具有较高的灵敏度。静电纺丝与高温热处理相结合制备出的这种无机纳米带具有良好的稳定性和灵敏性为非接触式温度传感材料提供了一种新方向。
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