一種雙功能玻璃及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種雙功能玻璃及其制備方法，首先，按照摩爾百分比計(jì)，將10～18%的Ga2O3，15～28%的SiC，14～25%的B2O3，1～3%的GeO2，5～40%的Eu2O3，5～30%的Tb2O3，0.1～2%的CeO2放入球磨機(jī)中球磨至可通過(guò)200目標(biāo)準(zhǔn)篩，形成配合料；然后通過(guò)在空氣氣氛中高溫熔融成玻璃液，最后將玻璃液澆注于石墨模具中成形，精密退火后即得雙功能玻璃。按照本發(fā)明制備的雙功能玻璃透光率高、磁性強(qiáng)、發(fā)光強(qiáng)度高、亮度高、色度純、猝滅濃度和溫度高、成玻性能優(yōu)良、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定優(yōu)良，且制備工藝操作過(guò)程簡(jiǎn)單，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種雙功能玻璃及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種雙功能玻璃及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)光是物體將其內(nèi)部吸收的能量直接轉(zhuǎn)換為非平衡輻射的現(xiàn)象。當(dāng)某種物質(zhì)受到激發(fā)后，如果物質(zhì)不發(fā)生化學(xué)變化，它總要恢復(fù)到原來(lái)的平衡狀態(tài)。一部分多余的能量會(huì)通過(guò)光或熱的形式釋放出來(lái)。如果以可見(jiàn)光等電磁波形式發(fā)射出來(lái)的，這種現(xiàn)象就稱(chēng)為發(fā)光。而激發(fā)后能發(fā)光的物質(zhì)就叫做發(fā)光材料或熒光體。發(fā)光材料是由基質(zhì)和激活劑組成，在一些材料中還摻入敏化劑來(lái)改善發(fā)光性能。發(fā)光雖然是一種宏觀現(xiàn)象，但它與材料內(nèi)部的缺陷結(jié)構(gòu)、能量傳遞、載流子傳輸?shù)任⒂^過(guò)程密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)含稀土元素的功能材料會(huì)表現(xiàn)出許多獨(dú)特的特性，因而在各個(gè)領(lǐng)域均得到了廣泛應(yīng)用。在稀土材料的發(fā)展過(guò)程中，尤其以稀土發(fā)光材料格外引人注目。
[0003]近年來(lái)，白光LED在固態(tài)照明領(lǐng)域獲得廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)的白熾燈及熒光燈相比較，白光LED具有高效節(jié)能、壽命長(zhǎng)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。因此用白光LED取代傳統(tǒng)照明手段成為固態(tài)照明發(fā)展的趨勢(shì)。目前，商用白光LED主要由藍(lán)光或紫外光激發(fā)芯片與2~3種多色發(fā)光突光粉有機(jī)組合而成。相對(duì)于白光LED所用的傳統(tǒng)突光粉而言,稀土離子摻雜白光發(fā)光玻璃具有發(fā)光中心分立均勻、熱穩(wěn)定性好、加工方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)。因此，白光發(fā)光玻璃具有取代傳統(tǒng)熒光粉成為白光LED熒光體的潛在應(yīng)用前景。白光發(fā)光玻璃首先由Zhang等于1991年報(bào)道,近幾年成為研究熱點(diǎn)。
[0004]目前，LED實(shí)現(xiàn)白光的方法主要有三種:通過(guò)LED紅綠藍(lán)的三基色多芯片組合發(fā)光合成白光，該種方法具有實(shí)現(xiàn)效率高、色溫可控、顯色性較好等優(yōu)點(diǎn)，但該模式下，三種芯片光衰不同導(dǎo)致色溫不穩(wěn)定以及控制電路復(fù)雜、成本高等缺點(diǎn)。通過(guò)紫外光LED芯片激發(fā)熒光粉發(fā)出三基色合成白光是實(shí)現(xiàn)白光的另一種途徑，但目前紫外芯片效率較低，有紫外光泄露問(wèn)題，及熒光粉溫度穩(wěn)`定性等問(wèn)題有待解決；基于藍(lán)光芯片激發(fā)黃綠色熒光粉YAG模式是當(dāng)前市場(chǎng)的主流，并已商業(yè)化。對(duì)大功率LED，采用的熒光粉與環(huán)氧樹(shù)脂或者硅膠配合作為導(dǎo)光透鏡的方式存在嚴(yán)重的熱穩(wěn)定性問(wèn)題，并且該模式還由于缺少紅光成分，顯色指數(shù)低，在某些特殊場(chǎng)合其應(yīng)用受到限制。有文獻(xiàn)報(bào)道，在第三種模式下通過(guò)混合紅粉可以有效的提高其顯色指數(shù)。
[0005]磁性是含高含量稀土氧化物玻璃的一個(gè)重要特殊性能。且隨系統(tǒng)中稀土含量的增加，玻璃磁性逐漸增強(qiáng)。這一類(lèi)玻璃可以使通過(guò)其內(nèi)部的線(xiàn)偏振光的偏振面在外界磁場(chǎng)作用下發(fā)生旋轉(zhuǎn)。常用于隔離器、磁光調(diào)制器、磁光開(kāi)關(guān)、磁場(chǎng)測(cè)量和高壓輸電線(xiàn)路的電流測(cè)量傳感器以及磁光存儲(chǔ)等磁光功能器件。這一方面的研究較多(1.單小兵，張其土，陸春華，倪亞茹，許仲梓.含Sm稀土硼硅酸鹽玻璃的形成區(qū)及吸收譜線(xiàn)[J]，南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，02:36-39 ;2.單小兵，張其土，許仲梓.釤硼硅酸鹽玻璃組成對(duì)吸收譜線(xiàn)的影響[J]，南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，04:31-34 ;3.張其土，王麗熙，付振曉，許仲梓.鉺硼硅酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)的研究[J]，稀土，2006，01:19-22 ;4.聶秋華，李浩泉，徐鐵峰.Er+3摻雜Bi2O3-B2O3-Ga2O3玻璃光譜性質(zhì)及熱穩(wěn)定性研究[J]，量子電子學(xué)報(bào)，2006,05:607-612 ；5.章春香，殷海榮，劉立營(yíng)，磁光材料的典型效應(yīng)及其應(yīng)用[J].磁性材料及器件，2008，(03):8-11 ；6.殷海榮，章春香，劉立營(yíng)，高Verdet常數(shù)Faraday玻璃磁光理論及其應(yīng)用[J].硅酸鹽通報(bào)，2008，(04):748-753 ；7.殷海榮，章春香，劉立營(yíng)，李陽(yáng)，唐保軍，稀土法拉第磁光玻璃研究新進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報(bào)，2008，(03):7-10 ；8.殷海榮，汪濤，董繼先，Tb3+/Dy3+共摻雜磁光玻璃的制備及性能研究[J].電子元件與材料，2010，(11):61-64 ；
9.章春香，殷海榮，劉立營(yíng)，唐保軍，Tb2O3對(duì)磁光玻璃穩(wěn)定性和微觀結(jié)構(gòu)的影響[J].武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，(05):27-30 ；10.殷海榮，汪濤，祖全先，楊明珍，馮敏鴿，摻Tb3+法拉第磁光玻璃研究新進(jìn)展[J].中國(guó)陶瓷，2010，(10):3-6 ；11.殷海榮，章春香，劉立營(yíng)，唐保軍，Tb2O3對(duì)磁光玻璃形成區(qū)及物理化學(xué)性質(zhì)的影響[J].中國(guó)稀土學(xué)報(bào)，2009，(01):57-62 ；12.章春香，陳國(guó)平，殷海榮，吳艷霞，劉立營(yíng)，不同Tb2O3摻量GBS和ABS磁光玻璃的制備和性能研究[J].硅酸鹽通報(bào)，2009，(02):274-278 ; 13.殷海榮，章春香，Glass-formingAbility and Chemical Stability of Magneto-optical Glass Heavily Doped with RareEarth Oxide[J].Journal of Wuhan University of Technology(Materials ScienceEdition), 2009, (04):640-643)。
[0006]但目前還不能制備具有磁性和發(fā)藍(lán)光雙功能特性的玻璃。此類(lèi)“磁旋光-發(fā)光”雙功能玻璃的制備將對(duì)拓展磁光玻璃在光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義。制備即具有強(qiáng)的磁學(xué)特性，又不會(huì)造成稀土濃度猝滅的磁性和發(fā)藍(lán)光特性雙功能玻璃國(guó)內(nèi)外沒(méi)有報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種在空氣中即可進(jìn)行大規(guī)模熔制，不需要?dú)夥毡Ｗo(hù)具有順磁性和發(fā)藍(lán)光的雙功能玻璃及其制備方法，該方法制備的雙功能玻璃稀土含量高、磁性強(qiáng)、稀土離子價(jià)態(tài)低、玻璃透光率高、可見(jiàn)光范圍內(nèi)發(fā)藍(lán)光效果顯著、制備工藝操作過(guò)程簡(jiǎn)單、適于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0008]為達(dá)到上述目的`，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0009]一種雙功能玻璃，按照摩爾百分比計(jì)，是由10~18%的Ga203、15~28%的SiC、14 ~25% 的 B203、I ~3% 的 GeO2、5 ~40% 的 Eu203、5 ~30% 的 Tb2O3 以及 0.1 ~2% 的 CeO2制成的。
[0010]一種雙功能玻璃的制備方法，包括以下步驟:
[0011]I)首先，按照摩爾百分比計(jì)，將10~18%的Ga203、15~28%的SiC、14~25%的B2O3U~3%的GeO2'5~40%的Eu2O3'5~30%的Tb2O3以及0.1~2%的CeO2放入球磨機(jī)中球磨至能夠通過(guò)200目標(biāo)準(zhǔn)篩，形成配合料；
[0012]2)然后，取出30克配合料加入已經(jīng)升溫至1380°C的坩堝中，在10分鐘內(nèi)自室溫升溫至1480~1550°C，并保溫30分鐘；再取出30克配合料加入坩堝中，在10分鐘內(nèi)升溫至1480~1550°C，并保溫30分鐘；最后再取出30克配合料加入坩堝中，在10分鐘內(nèi)升溫至1480~1550°C，保溫60~120分鐘后，采用攪拌槳，以120轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)將玻璃液攪拌均勻；
[0013]3)接著，在30分鐘內(nèi)將爐溫降至1390°C，保溫30分鐘后，采用攪拌槳，以80~110轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)將玻璃液攪拌均勻后，保溫30分鐘，得到熔融的玻璃液；[0014]4)最后，將熔融的玻璃液在400~420°C下倒入石墨模具中，定型后放入740~780°C的爐中，保溫3小時(shí)后，以1°C /分鐘的降溫速率，降溫至室溫即得雙功能玻璃。
[0015]所述的步驟I)中，SiC的粒度大于600目，且SiC中三氧化二鐵的含量小于50ppm。
[0016]所述步驟I)中，SiC、B203、Ge02稱(chēng)量混合后，需在300°C下煅燒3小時(shí)，破碎后再與其余幾種原料混合形成配合料。
[0017]所述的步驟2)中，采用的坩堝為鉬金坩堝。
[0018]所述的步驟2)和步驟3)中，攪拌槳均采用鉬金攪拌槳。
[0019]所述的步驟2)中，對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌的時(shí)間為I~2小時(shí)。
[0020]所述的步驟3 )中，對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌的時(shí)間為6~8小時(shí)。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0022]本發(fā)明雙功能玻璃直接采用SiC為原料，通過(guò)配合料自身的氧化還原特性，不用氣氛保護(hù)，在空氣中熔化制備了無(wú)色透明雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃，該玻璃稀土含量高、磁性強(qiáng)、稀土離子價(jià)態(tài)低、玻璃透光率高、可見(jiàn)光范圍內(nèi)能夠發(fā)藍(lán)光。
[0023]本發(fā)明雙功能玻璃的制備方法， 將熔體中的稀土銪離子控制在+2價(jià)，可見(jiàn)光范圍內(nèi)無(wú)吸收，不會(huì)造成玻璃的顏色加深；一方面保證了激發(fā)后發(fā)出藍(lán)光，另一方面保證了鉬金坩堝的不會(huì)在高溫下被侵蝕而進(jìn)入玻璃中。按照本發(fā)明制備的雙功能玻璃透光率高、發(fā)光強(qiáng)度高、磁性強(qiáng)、亮度高、色度純、猝滅濃度和溫度高、成玻性能優(yōu)良、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定優(yōu)良，且制備工藝操作過(guò)程簡(jiǎn)單，適于工業(yè)化生產(chǎn)。此外，按照本發(fā)明制備方法得到的雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃產(chǎn)品由于玻璃固有的透明性，高密度，制備容易，工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，適于低成本、大體積工業(yè)化生產(chǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1是實(shí)施例1制備的無(wú)色透明雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃的激發(fā)光光譜圖，其中橫坐標(biāo)為發(fā)射光波長(zhǎng)，縱坐標(biāo)為發(fā)射光強(qiáng)度；
[0025]圖2是實(shí)施例1制備的無(wú)色透明雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃的在330nm波長(zhǎng)的紫外激發(fā)下的發(fā)光光譜圖，其中橫坐標(biāo)為發(fā)射光波長(zhǎng)，縱坐標(biāo)為發(fā)射光強(qiáng)度；
[0026]圖3是實(shí)施例1制備的無(wú)色透明雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃的磁滯回線(xiàn)，其中橫坐標(biāo)為磁感應(yīng)強(qiáng)度，縱坐標(biāo)為磁矩。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明:
[0028]本發(fā)明雙功能玻璃的制備方法，包括以下步驟:
[0029]I)首先，按照摩爾百分比計(jì)，將10~18%的Ga203、15~28%的SiC、14~25%的B2O3U~3%的GeO2'5~40%的Eu2O3'5~30%的Tb2O3以及0.1~2%的CeO2放入球磨機(jī)中球磨至能夠通過(guò)200目標(biāo)準(zhǔn)篩，形成配合料；其中，SiC由分析純的碳化硅引入，粒度大于600目，碳化硅中三氧化二鐵的含量小于50ppm ；Tb2O3> Ga203> B203、Eu2O3> CeO2, GeO2分別由分析純的七氧化四鋱，三氧化二鎵，無(wú)水硼酸，氧化銪，二氧化鈰，氧化鍺引入；碳化硅、硼酸、二氧化鈰稱(chēng)量混合后，需在300°C下煅燒3小時(shí)，破碎后再與其余幾種原料混合形成配合料。[0030]2)然后，取出30克配合料加入已經(jīng)升溫至1380°C的鉬金坩堝中，在10分鐘內(nèi)自室溫升溫至1480~1550°C，并保溫30分鐘；再取出30克配合料加入鉬金坩堝中，在10分鐘內(nèi)升溫至1480~1550°C，并保溫30分鐘；最后，再取出30克配合料加入鉬金坩堝中，在10分鐘內(nèi)升溫至1480~1550°C，并保溫60~120分鐘后，采用鉬金攪拌槳，以120轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)將玻璃液攪拌I~2小時(shí)；
[0031]3)接著，在30分鐘內(nèi)將爐溫降至1390°C，保溫30分鐘后，采用鉬金攪拌槳，以80~110轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)將玻璃液攪拌6~8小時(shí)后，保溫30分鐘，得到熔融的玻璃液；
[0032]4)最后，將熔融的玻璃液在400~420°C下倒入的石墨模具中，定型后放入740~780°C的爐中，保溫3小時(shí)后，以1°C /分鐘的降溫速率，降溫至室溫即得透明的雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃。
[0033]下面列舉本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例:
[0034]實(shí)施例1:
[0035]I)首先，按照摩爾百分比計(jì)，將12%的Ga2O3, 22%的SiC，18%的B2O3,1%的GeO2, 26%的Eu2O3, 20%的Tb2O3,1%的CeO2放入球磨機(jī)中球磨至可通過(guò)200目標(biāo)準(zhǔn)篩，形成90克的配合料；
[0036]2)然后，取出30克配合料加入已經(jīng)升溫至1380°C的鉬金坩堝中；然后，在10分鐘內(nèi)升溫至1480°C，并保溫30分鐘后，再取出30克配合料加入鉬金坩堝中，并在10分鐘內(nèi)升溫至1480°C，并保溫30分鐘后，再取出30克配合料加入鉬金坩堝中，按照以上相同工藝將所制備的配合料依次熔制成玻璃液，并在1480°C保溫120分鐘后，采用鉬金攪拌槳，以120轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌2小時(shí)；
[0037]3)然后，在30`分鐘內(nèi)將爐溫降至1390°C，保溫30分鐘后，落下鉬金攪拌槳，以110轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌8小時(shí)后，提出攪拌槳，保溫30分鐘；
[0038]4)最后，將熔融的玻璃液倒入400°C的石墨模具中，定型后放入780°C的爐中，保溫3小時(shí)后，以1°C /分鐘的降溫速率，降溫至室溫即得透明的雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃。
[0039]參見(jiàn)圖1，是所制備的無(wú)色透明雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃的激發(fā)光光譜圖，其中橫坐標(biāo)為發(fā)射光波長(zhǎng)，縱坐標(biāo)為發(fā)射光強(qiáng)度。由圖1可以看出，所制備的無(wú)色透明雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃，應(yīng)該在320nm左右波長(zhǎng)激發(fā)下發(fā)光效率最好。
[0040]參見(jiàn)圖2，是所制備的無(wú)色透明雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃的在330nm波長(zhǎng)的紫外激發(fā)下的發(fā)光光譜圖，其中橫坐標(biāo)為發(fā)射光波長(zhǎng)，縱坐標(biāo)為發(fā)射光強(qiáng)度。由圖2可以看出，所制備的無(wú)色透明雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃，最強(qiáng)發(fā)射光波長(zhǎng)為400nm，強(qiáng)度接近1800單位，同時(shí)在其他波長(zhǎng)下均沒(méi)有發(fā)現(xiàn)發(fā)光。
[0041]參見(jiàn)圖3，是所制備的無(wú)色透明雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃的磁滯回線(xiàn)，其中橫坐標(biāo)為磁感應(yīng)強(qiáng)度，縱坐標(biāo)為磁矩。從圖3中可以看出，所制備的雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃磁場(chǎng)作用下具有較強(qiáng)的順磁性特性。
[0042]實(shí)施例2:
[0043]I)首先，按照摩爾百分比計(jì)，將13.8%的Ga2O3, 28%的SiC, 20%的B2O3, 3%的GeO2,5%的Eu2O3, 30%的Tb2O3,0.2%的CeO2放入球磨機(jī)中球磨至可通過(guò)200目標(biāo)準(zhǔn)篩，形成90克的配合料；
[0044]2)然后，取出30克配合料加入已經(jīng)升溫至1380°C的鉬金坩堝中；然后，在10分鐘內(nèi)升溫至1490°C，并保溫30分鐘后，再取出30克配合料加入鉬金坩堝中，并在10分鐘內(nèi)升溫至1490°C，并保溫30分鐘后，再取出30克配合料加入鉬金坩堝中，按照以上相同工藝將所制備的配合料依次熔制成玻璃液，并在1490°C保溫60分鐘后，采用鉬金攪拌槳，以120轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌2小時(shí)；
[0045]3)然后，在30分鐘內(nèi)將爐溫降至1390°C，保溫30分鐘后，落下鉬金攪拌槳，以80轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌6小時(shí)后，提出攪拌槳，保溫30分鐘；
[0046]4)最后，將熔融的玻璃液倒入420°C的石墨模具中，定型后放入780°C的爐中，保溫3小時(shí)后，以1°C /分鐘的降溫速率，降溫至室溫即得透明的雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃。
[0047]實(shí)施例3:
[0048]I)首先，按照摩爾百分比計(jì)，將18%的Ga2O3, 26%的SiC, 22%的B2O3, 2%的GeO2,
6.5%的Eu2O3, 25%的Tb2O3,0.5%的CeO2放入球磨機(jī)中球磨至可通過(guò)200目標(biāo)準(zhǔn)篩，形成90克的配合料；
[0049]2)然后，取出30克配合料加入已經(jīng)升溫至1380°C的鉬金坩堝中；然后，在10分鐘內(nèi)升溫至1485°C，并保溫30分鐘后，再取出30克配合料加入鉬金坩堝中，并在10分鐘內(nèi)升溫至1485°C，并保溫30分鐘后，再取出30克配合料加入鉬金坩堝中，按照以上相同工藝將所制備的配合料依次熔制成玻璃液， 并在1485°C保溫70分鐘后，采用鉬金攪拌槳，以120轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌1.5小時(shí)；
[0050]3)然后，在30分鐘內(nèi)將爐溫降至1390°C，保溫30分鐘后，落下鉬金攪拌槳，以90轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌7小時(shí)后，提出攪拌槳，保溫30分鐘；
[0051]4)最后，將熔融的玻璃液倒入420°C的石墨模具中，定型后放入760°C的爐中，保溫3小時(shí)后，以1°C /分鐘的降溫速率，降溫至室溫即得透明的雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃。
[0052]實(shí)施例4:
[0053]I)首先，按照摩爾百分比計(jì)，將17%的Ga2O3, 24%的SiC，15%的B2O3, 3%的GeO2, 25%的Eu2O3,15%的Tb2O3,1%的CeO2放入球磨機(jī)中球磨至可通過(guò)200目標(biāo)準(zhǔn)篩，形成90克的配合料；
[0054]2)然后，取出30克配合料加入已經(jīng)升溫至1380°C的鉬金坩堝中；然后，在10分鐘內(nèi)升溫至1525°C，并保溫30分鐘后，再取出30克配合料加入鉬金坩堝中，并在10分鐘內(nèi)升溫至1525°C，并保溫30分鐘后，再取出30克配合料加入鉬金坩堝中，按照以上相同工藝將所制備的配合料依次熔制成玻璃液，并在1525°C保溫80分鐘后，采用鉬金攪拌槳，以120轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌2小時(shí)；
[0055]3)然后，在30分鐘內(nèi)將爐溫降至1390°C，保溫30分鐘后，落下鉬金攪拌槳，以100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌8小時(shí)后，提出攪拌槳，保溫30分鐘；
[0056]4)最后，將熔融的玻璃液倒入410°C的石墨模具中，定型后放入760°C的爐中，保溫3小時(shí)后，以1°C /分鐘的降溫速率，降溫至室溫即得透明的雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃。
[0057]實(shí)施例5:
[0058]I)首先，按照摩爾百分比計(jì)，將16%的Ga2O3, 26%的SiC，14%的B2O3,1%的GeO2, 30%的Eu2O3,11%的Tb2O3, 2%的CeO2放入球磨機(jī)中球磨至可通過(guò)200目標(biāo)準(zhǔn)篩，形成90克的配合料；
[0059]2)然后，取出30克配合料加入已經(jīng)升溫至1380°C的鉬金坩堝中；然后，在10分鐘內(nèi)升溫至1510°C，并保溫30分鐘后，再取出30克配合料加入鉬金坩堝中，并在10分鐘內(nèi)升溫至1510°C，并保溫30分鐘后，再取出30克配合料加入鉬金坩堝中，按照以上相同工藝將所制備的配合料依次熔制成玻璃液，并在1510°C保溫90分鐘后，采用鉬金攪拌槳，以120轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌2小時(shí)；
[0060]3)然后，在30分鐘內(nèi)將爐溫降至1390°C，保溫30分鐘后，落下鉬金攪拌槳，以100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌8小時(shí)后，提出攪拌槳，保溫30分鐘；
[0061]4)最后，將熔融的玻璃液倒入420°C的石墨模具中，定型后放入750°C的爐中，保溫3小時(shí)后，以1°C /分鐘的降溫速率，降溫至室溫即得透明的雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃。
[0062]實(shí)施例6:
[0063]I)首先，按照摩爾百分比計(jì)，將14%的Ga2O3, 22%的SiC，17%的B2O3,1%的GeO2,39.5%的Eu2O3, 5%的Tb2O3,1.5%的CeO2放入球磨機(jī)中球磨至可通過(guò)200目標(biāo)準(zhǔn)篩，形成90克的配合料；
[0064]2)然后，取出30克配合料加入已經(jīng)升溫至1380°C的鉬金坩堝中；然后，在10分鐘內(nèi)升溫至1550°C，并保溫30分鐘后，再取出30克配合料加入鉬金坩堝中，并在10分鐘內(nèi)升溫至1550°C，并保溫30分鐘后，再取出30克配合料加入鉬金坩堝中，按照以上相同工藝將所制備的配合料依次熔制成玻璃液，并在1550°C保溫110分鐘后，采用鉬金攪拌槳，以120轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌1.8小時(shí)；
[0065]3)然后，在30分鐘內(nèi)將爐溫降至1390°C，保溫30分鐘后，落下鉬金攪拌槳，以100轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌8小時(shí)后，提出攪拌槳，保溫30分鐘；
[0066]4)最后，將熔融`的玻璃液倒入420°C的石墨模具中，定型后放入750°C的爐中，保溫3小時(shí)后，以1°C /分鐘的降溫速率，降溫至室溫即得透明的雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃。
[0067]實(shí)施例7:
[0068]I)首先，按照摩爾百分比計(jì)，將10%的Ga2O3,15%的SiC, 23%的B2O3, 2.8%的GeO2,28%的Eu2O3, 20%的Tb2O3,1.2%的CeO2放入球磨機(jī)中球磨至可通過(guò)200目標(biāo)準(zhǔn)篩，形成90克的配合料；
[0069]2)然后，取出30克配合料加入已經(jīng)升溫至1380°C的鉬金坩堝中；然后，在10分鐘內(nèi)升溫至1540°C，并保溫30分鐘后，再取出30克配合料加入鉬金坩堝中，并在10分鐘內(nèi)升溫至1540°C，并保溫30分鐘后，再取出30克配合料加入鉬金坩堝中，按照以上相同工藝將所制備的配合料依次熔制成玻璃液，并在1540°C保溫100分鐘后，采用鉬金攪拌槳，以120轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌I小時(shí)；
[0070]3)然后，在30分鐘內(nèi)將爐溫降至1390°C，保溫30分鐘后，落下鉬金攪拌槳，以85轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌6小時(shí)后，提出攪拌槳，保溫30分鐘；
[0071]4)最后，將熔融的玻璃液倒入400°C的石墨模具中，定型后放入740°C的爐中，保溫3小時(shí)后，以1°C /分鐘的降溫速率，降溫至室溫即得透明的雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃。
[0072]實(shí)施例8:
[0073]I)首先，按照摩爾百分比計(jì)，將15%的Ga2O3,18%的SiC, 25%的B2O3, 2.9%的GeO2,24%的Eu2O3,15%的Tb2O3,0.1%的CeO2放入球磨機(jī)中球磨至可通過(guò)200目標(biāo)準(zhǔn)篩，形成90克的配合料；
[0074]2)然后，取出30克配合料加入已經(jīng)升溫至1380°C的鉬金坩堝中；然后，在10分鐘內(nèi)升溫至1500°C，并保溫30分鐘后，再取出30克配合料加入鉬金坩堝中，并在10分鐘內(nèi)升溫至1500°C，并保溫30分鐘后，再取出30克配合料加入鉬金坩堝中，按照以上相同工藝將所制備的配合料依次熔制成玻璃液，并在1500°C保溫95分鐘后，采用鉬金攪拌槳，以120轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌1.5小時(shí)；
[0075]3)然后，在30分鐘內(nèi)將爐溫降至1390°C，保溫30分鐘后，落下鉬金攪拌槳，以95轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌7小時(shí)后，提出攪拌槳，保溫30分鐘；
[0076]4)最后，將熔融的玻璃液倒入410°C的石墨模具中，定型后放入745°C的爐中，保溫3小時(shí)后，以1°C /分鐘的降溫速率，降溫至室溫即得透明的雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃。
[0077]實(shí)施例9:
[0078]I)首先，按照摩爾百分比計(jì)，將10%的Ga2O3,15%的SiC，14%的B2O3, 3%的GeO2,40%的Eu2O3,16%的Tb2O3, 2%的CeO2放入球磨機(jī)中球磨至可通過(guò)200目標(biāo)準(zhǔn)篩，形成90克的配合料；
[0079]2)然后，取出30克配合料加入已經(jīng)升溫至1380°C的鉬金坩堝中；然后，在10分鐘內(nèi)升溫至1530°C，并保溫30分鐘后，再取出30克配合料加入鉬金坩堝中，并在10分鐘內(nèi)升溫至1530°C，并保溫30分鐘后，再取出30克配合料加入鉬金坩堝中，按照以上相同工藝將所制備的配合料依次熔制成玻璃液，并在1530°C保溫115分鐘后，采用鉬金攪拌槳，以120轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌2小時(shí)； [0080]3)然后，在30分鐘內(nèi)將爐溫降至1390°C，保溫30分鐘后，落下鉬金攪拌槳，以105轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌7小時(shí)后，提出攪拌槳，保溫30分鐘；
[0081]4)最后，將熔融的玻璃液倒入415°C的石墨模具中，定型后放入770V的爐中，保溫3小時(shí)后，以1°C /分鐘的降溫速率，降溫至室溫即得透明的雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃。
[0082]本發(fā)明通過(guò)配合料自身的氧化還原特性，不用氣氛保護(hù)，在空氣中熔化制備了無(wú)色透明雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃。該工藝將熔體中的稀土銪離子控制在+2價(jià)，可見(jiàn)光范圍內(nèi)無(wú)吸收，不會(huì)造成玻璃的顏色加深；一方面保證了激發(fā)后發(fā)出藍(lán)光，另一方面保證了鉬金坩堝的不會(huì)在高溫下被侵蝕而進(jìn)入玻璃中。按照本發(fā)明制備的雙功能玻璃透光率高、發(fā)光強(qiáng)度高、亮度高、色度純、猝滅濃度和溫度高、成玻性能優(yōu)良、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定優(yōu)良，且制備工藝操作過(guò)程簡(jiǎn)單，適于工業(yè)化生產(chǎn)。此外，按照本發(fā)明制備方法得到的雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃產(chǎn)品由于玻璃固有的透明性，高密度，制備容易，工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，適于低成本、大體積工業(yè)化生產(chǎn)。所制備的無(wú)色透明雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃可以作為具有防偽保護(hù)能力的快速光學(xué)開(kāi)關(guān)、磁光調(diào)制器和磁光隔離器等。還用于370-420nm激發(fā)的白光發(fā)光器件、激光二極管和顯示器中的三基色的來(lái)源，有可能在超大屏幕彩色顯示器中獲得應(yīng)用。因此，用該方法制備的無(wú)色透明雙功能發(fā)藍(lán)光玻璃具有可觀的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，應(yīng)用前景十分廣闊。
【權(quán)利要求】
1.一種雙功能玻璃，其特征在于:按照摩爾百分比計(jì)，是由10~18%的Ga203、15~28%的 SiC、14 ~25% 的 B203、I ~3% 的 Ge02、5 ~40% 的 Eu203、5 ~30% 的 Tb2O3 以及 0.1 ~2%的CeO2制成的。
2.一種雙功能玻璃的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: O首先，按照摩爾百分比計(jì)，將10~18%的Ga2O3^ 15~28%的SiC、14~25%的B2O3'I~3%的Ge02、5~40%的Eu203、5~30%的Tb2O3以及0.1~2%的CeO2放入球磨機(jī)中球磨至能夠通過(guò)200目標(biāo)準(zhǔn)篩，形成配合料； 2)然后，取出30克配合料加入已經(jīng)升溫至1380°C的坩堝中，在10分鐘內(nèi)自室溫升溫至1480~1550°C，并保溫30分鐘；再取出30克配合料加入坩堝中，在10分鐘內(nèi)升溫至1480~1550°C，并保溫30分鐘；最后再取出30克配合料加入坩堝中，在10分鐘內(nèi)升溫至1480~1550°C，保溫60~120分鐘后，采用攪拌槳，以120轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)將玻璃液攪拌均勻； 3)接著，在30分鐘內(nèi)將爐溫降至1390°C，保溫30分鐘后，采用攪拌槳，以80~110轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)將玻璃液攪拌均勻后，保溫30分鐘，得到熔融的玻璃液； 4)最后，將熔融的玻璃液在400~420°C下倒入石墨模具中，定型后放入740~780V的爐中，保溫3小時(shí)后，以1°C /分鐘的降溫速率，降溫至室溫即得雙功能玻璃。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙功能玻璃的制備方法，其特征在于:所述的步驟I)中，SiC的粒度大于600目，且SiC中三氧化二鐵的含量小于50ppm。
4.根據(jù) 權(quán)利要求2所述的雙功能玻璃的制備方法，其特征在于:所述步驟I)中，SiC、B2O3> GeO2稱(chēng)量混合后，需在300°C下煅燒3小時(shí)，破碎后再與其余幾種原料混合形成配合料。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙功能玻璃的制備方法，其特征在于:所述的步驟2)中，采用的坩堝為鉬金坩堝。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或5所述的雙功能玻璃的制備方法，其特征在于:所述的步驟2)和步驟3)中，攪拌槳均采用鉬金攪拌槳。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙功能玻璃的制備方法，其特征在于:所述的步驟2)中，對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌的時(shí)間為I~2小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙功能玻璃的制備方法，其特征在于:所述的步驟3)中，對(duì)玻璃液進(jìn)行攪拌的時(shí)間為6~8小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C03C3/15GK103755138SQ201310699110
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】郭宏偉, 莫祖學(xué), 蔡小正, 劉盼, 王宇飛, 張文亮 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)