一种紫外光激发的多色光发射玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术属于照明和显示技术领域，具体涉及一种紫外光激发的多色光发射玻璃及其制备方法；所述玻璃的基质材料包括以下摩尔比的组成：SiO2：70％，SnO：1.14％，Na2O：20％,CaO：x％,CaF2：(10‑x)％，其中，x％为CaO的摩尔比，(10‑x)％为CaF2的摩尔比；x为5、3、7、2或8。还掺杂摩尔比为0.1％‑1.5％的Re3+；其中Re3+为稀土离子；制备方法包括：(a)原料的选取，(b)配料的混合，(c)玻璃陶瓷熔制三个步骤。本发明专利技术制备的透明玻璃陶瓷具有高效的紫外到可见下转换发光性能，并且能够实现多色光发射，本材料适合大面积工业生产。

Ultraviolet excited polychromatic light emitting glass and preparation method thereof

The invention belongs to the field of lighting and display technology, in particular to a polychromatic light emitting glass excited by ultraviolet light and a preparation method, and the matrix material of the glass comprises the following mole ratios: SiO2:70%, SnO:1.14%, Na2O:20%, CaO:x%, CaF2: (10 CaO x)%, of which x% is the molar ratio of CaO, (10) X)% Molby is CaF2; X is 5, 3, 7, 2, or 8. The Re3+ is also doped with a molar ratio of 0.1% and 1.5%, of which Re3+ is a rare earth ion; the preparation methods include: the selection of (a) raw materials, (b) mixing of ingredients, and (c) three steps of glass and ceramic melting. The transparent glass ceramics prepared by the invention have high efficiency of ultraviolet to visible light emission, and can realize multi color light emission, and the material is suitable for large area industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种紫外光激发的多色光发射玻璃及其制备方法
本专利技术属于照明和显示
，具体涉及一种紫外光激发的多色光发射玻璃及其制备方法。
技术介绍
近年来，由于白光源在固态多色三维显示和生物荧光探针等领域具有重要的应用前景而引起广泛关注。目前广泛使用的节能灯和白光LED器件都是在一种短波长光的辐照下，通过多组荧光体混合光转换得到白光发射。然而，这种方法会仍然存在光强弱、颜色稳定性差、工艺复杂等问题。因此，寻找一种在近紫外光激发下发射强烈白光、且耐紫外光辐照(结构、性能稳定)的新型固体发光材料显得非常必要。发光玻璃是一类重要的荧光材料，具有制备简单、成本低、可重复性好、透明性好，易掺杂等优点。由于稀土离子具有丰富的电子能级和窄的发射谱线，十分适合作为下转换发射中心。通过掺杂稀土离子使光学玻璃具有更好好的荧光特性、发光色度纯、物化性质稳定、转换效率高等特点。但是稀土离子对紫外光存在吸收截面比较窄的问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种紫外光激发的多色光发射玻璃及其制备方法，本专利技术选用Eu3+、Tb3+稀土离子为发光中心，制备了Eu3+、Tb3+稀土离子掺杂的透明玻璃陶瓷，该玻璃具有高的透光性，高的热稳定性(能够承受800度的高温)和高的发光强度；并且实现了从绿光到白光再到红光的颜色可调。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种紫外光激发的多色光发射玻璃，基质材料包括以下摩尔比的组成：SiO2：70％，SnO：1.14％，Na2O：20％,CaO：x％,CaF2：(10-x)％，其中，x％为CaO的摩尔比，(10-x)％为CaF2的摩尔比；x为5、3、7、2或8。优选地，还掺杂摩尔比为0.1％-1.5％的Re3+；其中Re3+为稀土离子。优选地，所述Re3+为Eu3+或Tb3+。一种紫外光激发的多色光发射玻璃的制备方法，包括以下步骤：(a)玻璃陶瓷原料的选取；(b)玻璃陶瓷配合料的混合；按照配比称取原料，加无水乙醇研磨处理；(c)玻璃陶瓷熔制；玻璃陶瓷熔制采用的是刚玉坩埚，熔制温度为1550℃，熔制时间1小时，然后迅速冷却成玻璃陶瓷，再经过退火处理，得到紫外光激发的多色光发射玻璃。优选地，所述步骤(b)的研磨处理为0.5小时。优选地，所述步骤(c)的退火处理时间为4小时，退火处理温度为540℃。本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：1.本专利技术制备方法简便，色温较低，适合工业批量生产。2.本专利技术制得的玻璃陶瓷较荧光粉具有良好的热稳定性和化学稳定性。3.本专利技术涉及的玻璃是一种稳定性好、色度佳的新型紫外光转换材料，Eu3+和Tb3+的掺杂使玻璃的发射光从绿光经过白光到红光可调节。4.本专利技术通过掺杂稀土离子来宽带吸收紫外光；本专利技术利用小功率(大约0.5Mw/mm2)的266nm的紫外光为激发光源，减小了激发源本身的热影响。附图说明图1为实施例1-5的样品在266nm激发下的发射光谱；图2为实施例6-12的样品在266nm激发下的发射光谱；图3为实施例13-18的样品在266nm激发下的发射光谱。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。但本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限定本专利技术的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件按照说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。实施例1-5基质材料选用分析纯的SiO2，SnO,Na2O，CaO和CaF2，按照基质材料配比为：70SiO2-1.14SnO-20Na2O–xCaO-(10-x)CaF2，x＝5，3，7，2，8。各原料质量如表1所示。制备方法为按照上述配比称取原料，充分研磨放入刚玉坩埚，1550℃加热1小时，然后迅速冷却成玻璃陶瓷，再540℃退火4小时来增加微晶的结晶度，得到紫外光激发的多色光发射玻璃。对实施例1-5所得的样品进行光谱测试，获得了发射光谱图如图1所示，色坐标如表2所示。表1实施例1-5的玻璃组成(单位：克)实验结果：利用266nm紫外光源对实施例1-5样品进行激发，得到图1的发射光谱，并利用CIE1931色坐标计算软件对图1发射光谱进行分析，得到表2中色坐标，由表2可以看出在紫外光源的激发下，改变CaO与CaF2的比例实现了荧光强度的白光发射，最优色坐标为(0.3201，0.3105)对应于实施例4。表2实施例1-5的色坐标实施例CIExCIEy实施例10.32040.3546实施例20.32010.3596实施例30.29940.3342实施例40.32010.3150实施例50.30740.3425实施例6-12材料选用分析纯的SiO2，SnO,Na2O，CaO，CaF2，稀土离子选择纯度为99.99％的氟化物为主要原料，按照基质材料配比为：70SiO2-1.14SnO-20Na2O–2CaO-8CaF2：掺杂离子Eu3+，其摩尔比为y＝0，0.1，0.3，0.5，0.8，1，1.5％的比例称取原料；各原料质量如表3所示；充分研磨0.5小时；放入刚玉坩埚，1550℃加热1小时，然后迅速冷却成玻璃陶瓷，再540℃退火4小时来增加微晶的结晶度，得到紫外光激发的多色光发射玻璃。对实施例6-12样品进行光谱测试，获得了发射光谱图如图2所示，色坐标如表4所示。表3实施例6-12的玻璃组成(单位：克)实验结果：利用266nm紫外光源对实施例6-12样品进行激发，得到图2的发射光谱，并利用CIE1931色坐标计算软件对图2发射光谱进行分析，得到表4中色坐标，由表4可以看出在紫外光源的激发下，改变稀土离子Eu3+的浓度实现了荧光强度可调的白光发射，最优色坐标为(0.3234，0.3475)对应于实施例7。表4实施例6-12的色坐标实施例CIExCIEy实施例60.31910.3484实施例70.32340.3475实施例80.35830.3707实施例90.35780.3561实施例100.40500.3764实施例110.39730.3617实施例120.44070.3779实施例13-18质材料选用分析纯的SiO2，SnO,Na2O，CaO和CaF2，稀土离子选择纯度为99.99％的氟化物为主要原料，按照基质材料配比为：70SiO2-1.14SnO-20Na2O–2CaO-8CaF2：掺杂离子Tb3+，其摩尔比为y＝0.1，0.3，0.5，0.8，1，1.5％的比例称取原料。将原料混合并充分研磨0.5小时；放入刚玉坩埚，1550℃加热1小时，然后迅速冷却成玻璃陶瓷，再540℃退火4小时来增加微晶的结晶度，得到紫外光激发的多色光发射玻璃。各原料质量如表5所示。对实施例13-18样品进行光谱测试，获得了发射光谱图如图3所示，色坐标如表6所示。表5实施例13-18的玻璃组成(单位：克)实验结果：利用266nm紫外光源对实施例13-18样品进行激发，得到图3的发射光谱，并利用CIE1931色坐标计算软件对图3发射光谱进行分析，得到表6中色坐标，由表6可以看出在紫外光源的激发下，改变稀土离子Tb3+(tè)的浓度实现了荧光强度可调的白光发射，最优色坐标为(0.3046，0.3420)对应于实施例13。表6实施例13-18本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种紫外光激发的多色光发射玻璃，其特征在于，基质材料包括以下摩尔比的组成：SiO2：70％，SnO：1.14％，Na2O：20％,CaO：x％,CaF2：(10‑x)％，其中，x％为CaO的摩尔比，(10‑x)％为CaF2的摩尔比；x为5、3、7、2或8。

【技术特征摘要】
1.一种紫外光激发的多色光发射玻璃，其特征在于，基质材料包括以下摩尔比的组成：SiO2：70％，SnO：1.14％，Na2O：20％,CaO：x％,CaF2：(10-x)％，其中，x％为CaO的摩尔比，(10-x)％为CaF2的摩尔比；x为5、3、7、2或8。2.根据权利要求1所述的一种紫外光激发的多色光发射玻璃，其特征在于，还掺杂摩尔比为0.1％-1.5％的Re3+；其中Re3+为稀土离子。3.根据权利要求1所述的一种紫外光激发的多色光发射玻璃，其特征在于，所述Re3+为Eu3+或Tb3+。4.权利要求1所述的一种紫外光...

【专利技术属性】
技术研发人员：步妍妍，王祥夫，颜晓红，
申请(专利权)人：南京邮电大学，南京邮电大学南通研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32