一種快速衰減紫外激發(fā)鋱離子摻雜發(fā)光玻璃的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本次發(fā)明綠色發(fā)光玻璃可以應(yīng)用在使用近紫外光作為激發(fā)源的等離子顯示板、彩色顯示器以及閃爍玻璃等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，發(fā)光玻璃得到迅猛發(fā)展，已在照明、顯示、固體激光器等方面得到廣泛應(yīng)用。相較于熒光粉，發(fā)光玻璃的發(fā)光強(qiáng)度較弱，但具有通透、防爆、防水、抗紫外線、生產(chǎn)過程無污染，絕緣等特點(diǎn)
Tb3+作為發(fā)光玻璃研究中的熱門中心離子，是三基色發(fā)光中發(fā)射綠光的主要離子。但其發(fā)光強(qiáng)度較弱，且色坐標(biāo)在暖綠光區(qū)。本發(fā)明所研究的Tb3+為發(fā)光中心的磷酸鹽、硼酸鹽和硅酸鹽發(fā)光玻璃，以Cu+離子為共激活劑兼敏化劑，其激發(fā)光源拓展至300nm處，且541nm處的發(fā)射強(qiáng)度較Tb3+單摻發(fā)光玻璃高5倍左右，同時(shí)通過Cu+的發(fā)光的調(diào)節(jié)，使其發(fā)光色坐標(biāo)位于綠光區(qū)的中央?yún)^(qū)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]此發(fā)明涉及到一種鋱離子摻雜氧化物(包括磷酸鹽、硼酸鹽和硅酸鹽)發(fā)光玻璃，化學(xué)式為ΜΟ(ΜΟ=Ρ2〇5，B2O3，Si02)-M1203(M1=A1 ,Gd)-M20(M2=Ca,Ba,Sr,Zn)-M320(M3=Na,K):Tb3+，Cu+。為了得到此發(fā)光玻璃，所使用的原料分別是含上述氧化物(或離子)的化合物，如NH4H2PO4，H3BO3，Si02，M2C03，M32C03，Tb2O3 (或單質(zhì)Tb)和CuO等。按以下步驟制備玻璃樣品:
I)按照設(shè)計(jì)的玻璃組成精確稱量化合物原料，將稱量好的原料放入研缽中混合均勻，放入氧化鋁坩禍中，分別在1250 °01550 °C下熔制2_4小時(shí)。
2)將熔制的原料在室溫冷卻成玻，放入馬弗爐中退火。在退火溫度450 °C -650 °C下保溫2-3小時(shí)。之后樣品隨爐降至室溫。
3)將玻璃切磨成薄片形樣品，表面拋光處理，以備光學(xué)和光譜性能測試。
本發(fā)明提供的發(fā)光玻璃具有較寬的發(fā)射峰，在近紫外激發(fā)下，能發(fā)射出綠色熒光，主發(fā)射峰在485nm和541nm附近。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
1)本發(fā)明發(fā)光玻璃的激發(fā)波長覆蓋整個(gè)UVA、UVB紫外區(qū)，發(fā)出高效的主發(fā)射峰在485nm和541nm左右的綠色光。
2)本發(fā)明發(fā)光玻璃的衰減時(shí)間在80ys-150ys。
3)本發(fā)明的發(fā)光玻璃制備工藝簡單，易于操作，且化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，具有廣泛的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0004]圖1為本發(fā)明硼硅酸鹽發(fā)光玻璃的發(fā)射光譜圖2為本發(fā)明硼硅酸鹽發(fā)光玻璃的激發(fā)光譜圖3為本發(fā)明硼硅酸鹽發(fā)光玻璃的激發(fā)光譜圖4為本發(fā)明硼硅酸鹽發(fā)光玻璃的激發(fā)光譜圖5為本發(fā)明硼硅酸鹽發(fā)光玻璃的衰減譜圖玻璃組成為:20Na20-10Ba0-10B203-60Si02: xCu+-yTb3+ (mol%)
Gl: 0.5x-0.2y G2: 0.7x-0.2y G3: 0.5x-0.8y【具體實(shí)施方式】:
[0005]實(shí)施例Gl:20Na20-10Ba0-10B203-40Si02: 0.2Tb3+_0.5Cu+
制備方法:分別稱取碳酸鈉(Na2CO3)5.9930g，碳酸鋇(BaCO3)5.5791g，硼酸(H3BO3)3.4963g，二氧化硅(S12) 10.1923g，氧化銅(CuO)0.1124g，二水合氯化亞錫(SnCl22H20)1.2759g，鋱(Tb)0.0899g。上述稱量好的原料放入研缽中混合均勻，放入氧化鋁坩禍中，在1550°C下熔制3h。將熔制后的原料在室溫中成玻成型，然后轉(zhuǎn)入馬弗爐中退火。退火溫度為550°C。之后樣品隨爐冷卻到室溫。冷卻到室溫后，將樣品加工成型，表面進(jìn)行拋光處理。該發(fā)光玻璃在室溫下的激發(fā)光譜圖見附圖2。固定541nm的發(fā)射波長，樣品呈現(xiàn)出310nm為中心較寬的激發(fā)峰。該發(fā)光玻璃的衰減時(shí)間如附圖5，計(jì)算得其衰減時(shí)間為89.3ys。
實(shí)施例G2: 20Na20-10Ba0-10B203-40Si02: 0.2Tb3+_0.7Cu+
制備方法:分別稱取碳酸鈉(Na2CO3)5.9930g，碳酸鋇(BaCO3)5.5791g，硼酸(H3BO3)3.4963g，二氧化硅(S12) 10.1923g，氧化銅(CuO)0.1574g，二水合氯化亞錫(SnCl22H20)1.7863g，鋱(Tb)0.0899g。上述稱量好的原料放入研缽中混合均勻，放入氧化鋁坩禍中，在1550°C下熔制3h。將熔制后的原料在室溫中成玻成型，然后轉(zhuǎn)入馬弗爐中退火。退火溫度為550°C。之后樣品隨爐冷卻到室溫。冷卻到室溫后，將樣品加工成型，表面進(jìn)行拋光處理。該發(fā)光玻璃在室溫下的激發(fā)光譜圖見附圖3。固定541nm的發(fā)射波長，樣品呈現(xiàn)出328nm為中心較寬的激發(fā)峰。計(jì)算得其衰減時(shí)間為89.0ys。
實(shí)施例G3: 20Na20-10Ba0-10B203-40Si02: 0.8Tb3+_0.5Cu+
制備方法:分別稱取碳酸鈉(Na2CO3)5.9930g，碳酸鋇(BaCO3)5.5791g，硼酸(H3BO3)
3.4963g，二氧化硅(S12) 10.1923g，氧化銅(CuO)0.1124g，二水合氯化亞錫(SnCl22H20)
1.2759，鋱(Tb)0.3595g。上述稱量好的原料放入研缽中混合均勻，放入氧化鋁坩禍中，在1550°C下熔制3h。將熔制后的原料在室溫中成玻成型，然后轉(zhuǎn)入馬弗爐中退火。退火溫度為550°C。之后樣品隨爐冷卻到室溫。冷卻到室溫后，將樣品加工成型，表面進(jìn)行拋光處理。該發(fā)光玻璃在室溫下的激發(fā)光譜圖見附圖4。固定541nm的發(fā)射波長，樣品呈現(xiàn)出302nm為中心較寬的激發(fā)峰。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激發(fā)波長拓寬至紫外區(qū)的鋱離子摻雜發(fā)光玻璃，T1溫度下熔制，T2溫度下退火后制成。2.該玻璃的基質(zhì)是磷酸鹽、硼酸鹽和硅酸鹽，發(fā)光中心是Tb3+，共激活劑兼敏化劑是Cu+O3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光玻璃，其特征在于，該玻璃可被峰值波長為300nm左右的紫外光激發(fā)。4.且激發(fā)峰寬，覆蓋從260nm至380nm的紫外區(qū)域。5.如權(quán)利要求1和2所述的發(fā)光玻璃，其特征在于，該發(fā)光玻璃為寬帶發(fā)光，發(fā)射波長覆蓋藍(lán)光-綠光范圍，在485nm和541nm處有兩個(gè)峰值，為復(fù)合高強(qiáng)綠光。6.如權(quán)利要求1、2和3所述的發(fā)光玻璃，其特征在于，該發(fā)光玻璃的復(fù)合綠光發(fā)射熒光壽命在80-150ys。7.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光玻璃的制備方法，其特征在于: (1)按化學(xué)式稱取一定配比的原料，如磷酸二氫銨、硼酸、二氧化硅，氧化鋁，堿土金屬碳酸鹽、堿金屬碳酸鹽、氯化亞錫、鋱和氧化銅等。 (2)將稱量好的配合料在陶瓷研缽中研磨并均勻混合。 (3)將研磨和混合好的配合料在1250°01550°C下熔制2-4小時(shí)，然后在室溫中淬冷成玻。 (4)成玻后的樣品在450t>650°C下保溫2-3小時(shí)，然后隨爐冷卻至室溫。
【專利摘要】一種快速衰減紫外激發(fā)鋱離子摻雜發(fā)光玻璃，在一定溫度T1下熔制，經(jīng)溫度T2退火制成。該發(fā)光玻璃的發(fā)光中心為Tb3+，共激活劑兼敏化劑為Cu+。此種發(fā)光玻璃的激發(fā)波長覆蓋UVA、UVB和UVC紫外區(qū)，發(fā)出高效的主發(fā)射峰在485nm和541nm左右的復(fù)合高強(qiáng)綠色熒光，衰減時(shí)間在微秒級。此種發(fā)光玻璃將激發(fā)區(qū)拓展至260nm處的深紫外區(qū)，且激發(fā)帶覆蓋260nm至380nm，是一種可以同時(shí)滿足近紫外及深紫外波長激發(fā)源和短響應(yīng)時(shí)間要求的新型發(fā)光材料。
【IPC分類】C03C4/12
【公開號】CN105585247
【申請?zhí)枴緾N201510318860
【發(fā)明人】夏凡舒, 劉思遠(yuǎn), 王洋, 毛嘉毅, 李欣禧, 陳國榮
【申請人】華東理工大學(xué)
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年6月11日