專利名稱：一種銪摻雜氟氧化物鋁硅酸鹽發(fā)光玻璃及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及氟氧化物發(fā)光玻璃，特別是一種銪摻雜氟氧化物鋁硅酸鹽發(fā)光玻璃的制備方法。
背景技術：
20世紀90年代以來，二價銪離子摻雜的綠色、藍綠色及藍色發(fā)光材料進入了日常 生活。例如，建筑裝飾、街道標牌、消防安全等領域采用了二價銪離子摻雜鋁酸鍶長余暉熒 光體；日光燈中的藍粉中采用了二價銪激活的堿土金屬鋁酸鹽熒光體；以及醫(yī)用X射線增 感屏運用了二價銪激活的氟氯化鋇熒光體。然而，這些發(fā)光材料都是一些不透明的粉體，難 以制成塊體及各種形狀，因此其應用性也受到了一些限制。同時，作為稀土激活離子二價銪 離子，通常以三氧化二銪作為原料引入基質材質中，因此，這就涉及到三價銪離子向二價銪 離子還原過程。而對于二價銪離子獲取，常用的還原方法在高溫反應過程中通入還原性氣 體，如氫氣，一氧化碳等，或者活性炭存在的條件下的高溫反應。然而，這些還原方法會增加 產(chǎn)品成本，并且不易操作，危險等。與熒光體相比，氧化物玻璃最大的優(yōu)點就是具備良好的光透過性、化學穩(wěn)定性高、 制造成本低廉、容易制成塊狀材料等，使其適合作為稀土激活離子的基質材料。但是，稀土 離子摻雜的發(fā)光玻璃的發(fā)光效率遠比熒光體材料低，因此，提高發(fā)光玻璃的發(fā)光效率則有 重要的現(xiàn)實意義。結合以上幾點，在空氣條件下，制備出Eu3+ —Eu2+離子轉變的發(fā)光玻璃具有現(xiàn)實 價值意義。廉志紅等人公開了稀土離子銪激活的燈用發(fā)白光玻璃及其制備方法的發(fā)明專利 (申請?zhí)枮?00710062185. 9，申請日2007. 6. 16)，該發(fā)明以調整玻璃組成中硼酸鹽、磷酸 鹽、堿土金屬碳酸鹽、堿土金屬磷酸氫鹽、氧化銪的含量實現(xiàn)玻璃的白光發(fā)射，同時，在其發(fā) 明中提出了在空氣條件下實現(xiàn)了 Eu3+ —Eu2+離子轉變。然而，本發(fā)明是在空氣條件下制備 出銪摻雜氟氧化物鋁硅酸鹽發(fā)光玻璃，并且也能實現(xiàn)Eu3+ — Eu2+離子轉變。重要的是，本發(fā) 明在基質玻璃中改變氟離子含量將產(chǎn)生了以下效應可以調節(jié)Eu2+離子的藍光和Eu3+離子 的紅光發(fā)射強度，并且使得Eu2+的藍光發(fā)光峰位產(chǎn)生變化。因此，隨著在發(fā)光玻璃中引入氟 離子含量的變化，銪摻雜氟氧化物鋁硅酸鹽玻璃實現(xiàn)了發(fā)光峰強度可調，發(fā)光峰波長可調 的優(yōu)良性能，使其成為一種具有很高應用價值的新型的藍光發(fā)射材料。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題在于公開一種Eu3+ —Eu2+離子轉變的氟氧化物鋁硅酸鹽 發(fā)光玻璃及其制備方法。本發(fā)明銪摻雜氟氧化物鋁硅酸鹽發(fā)光玻璃，包括基質玻璃 (CaF2-CaO-Al2O3-SiO2)，激活劑(Eu2O3)，其成分摩爾百分比為 CaF2 30%，CaO 30%, Al2O3 30%、Si02 :40% 60%、Eu203 0. 1%。本發(fā)明銪摻雜氟氧化物鋁硅酸鹽發(fā)光玻璃的制備包括如下步驟
a)玻璃組成的設計b)玻璃配合料所用原料的選取采用氟化鈣、碳酸鈣，氧化鋁，二氧化硅，三氧化二銪為原料。
c)配合料的稱量和混合精確稱取玻璃配合料，研磨混合均勻。d)玻璃的熔制及退火 玻璃熔制溫度為1400°C 1600°C，熔制時間大于1小時，成型后在500°C 550°C 退火，退火時間大于2小時。本發(fā)明制備的玻璃在紫外燈的照射下可以在400 450nm范圍內發(fā)出藍光。如圖 一和圖二所示，圖中的曲線為361nm光激發(fā)下玻璃的發(fā)射光譜，由發(fā)射光譜可以看出，隨著 組分中氟含量的提高，可以使得Eu2+離子的藍光發(fā)射強度逐步得到提高，發(fā)射波長向短波 方向移動，并且Eu2+離子發(fā)光峰強度與Eu3+離子發(fā)光峰強度比值提高。說明本發(fā)明通過在 氟氧化物鋁硅酸鹽玻璃中引入氟含量的變化，可調節(jié)該發(fā)光玻璃發(fā)光光譜范圍和強度。


圖1是實施例1的發(fā)射光譜圖； 圖2是實施例2和實施例3的發(fā)射光譜；
具體實施例方式以下通過實施例對本發(fā)明進一步說明，但不應此限制本發(fā)明的保護范圍。實施例1采用分析純Si02、Al203、CaC03、CaF2和99. 99%的Eu2O3為主要原料，按照化學計量 比，設計組分如下表1實施例1的玻璃組成(mol% )
SiO2 Al2O3 CaO CaF2 Eu2O3 ~ 50 I 25 I 20 I 5 0. 25~依據(jù)以上的配比，將稱量好的原料混合均勻。配合料置于氧化鋁坩堝并加蓋密封， 在600°C進行預燒，隨后置于1550°C的電爐中熔制1. 5小時。待玻璃液澄清后，注入提前預 熱好的鋼模中成型，然后轉入550°C退火爐中退火4h，即得到產(chǎn)品。該玻璃在361nm的紫外光激發(fā)下，玻璃有強藍光發(fā)射，發(fā)光光譜顯示玻璃主要有 兩個發(fā)光波段，峰值分別在425nm和611nm，且發(fā)光峰位強度比值4.40 1。圖一中的曲 線就是該玻璃的發(fā)射光譜曲線。在下述各實例中，玻璃制備方法同實施例1，所采用的不同的玻璃組成及其發(fā)射光 譜測試結果分別列于表3和表4。各實施例的發(fā)射光譜見圖二。表3實施例2和3的玻璃組成(mol % )
實施例 I SiO2 Al2O3 CaO CaF2 Eu2O3
2— 50 “ 251015 ~~0 25
3I 50 I 250 I 250.25表4實施例2和3的玻璃發(fā)射光譜中藍光發(fā)射峰位和藍光與紅光發(fā)光強度比值
權利要求
一種銪摻雜氟氧化物鋁硅酸鹽發(fā)光玻璃，其摩爾組成是CaF20％～30％，CaO0％～30％，Al2O310％～30％，SiO240％～60％，Eu2O30.1％～1％。其制備方法是將原料充分研磨混合均勻，于1400℃～1600℃熔制，成型后于500℃～550℃退火而成。
2.根據(jù)權利要求1中所述的發(fā)光玻璃組成是CaF2 :0 % 30 %，CaO 0%~ 30%, A1203 10 % 30 %，Si02 :40 % 60 %，Eu203 0. 1%。
3.權利要求1和2中所述的發(fā)光玻璃的原料選自如下 氟化鈣、碳酸鈣，氧化鋁，二氧化硅和三氧化二銪
4.權利要求1中所述的制備方法是將權利要求3中的原料按照權利要求2的組成在 1400°C 1600°C熔制，熔制時間大于1小時，并于500°C 550°C退火，退火時間大于2小
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在空氣條件下實現(xiàn)強藍光發(fā)射的銪摻雜氟氧化物鋁硅酸鹽發(fā)光玻璃及其制備方法。發(fā)明以CaF2、CaO、Al2O3、SiO2為主要成分，Eu2O3作為激活劑。制備過程主要包括四個步驟(a)玻璃組成的設計；(b)玻璃配合料所用原料的選??；(c)配合料的稱量和混合；(d)玻璃的熔制及退火。玻璃無色透明，制備工藝簡單。通過在氟氧化物鋁硅酸鹽玻璃中引入氟含量的變化，可調節(jié)該發(fā)光玻璃發(fā)光光譜范圍和強度。該法制備的銪摻雜氟氧化物鋁硅酸鹽發(fā)光玻璃是一種具有很高應用價值的新型的藍光發(fā)射材料。
文檔編號C03C4/12GK101857361SQ20101002296
公開日2010年10月13日 申請日期2010年1月19日 優(yōu)先權日2010年1月19日
發(fā)明者曾惠丹, 林振鈺, 梁曉巒, 袁雙龍, 陳國榮 申請人:華東理工大學