一种含P2O5的氟化镓铟上转换发光玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术属于发光玻璃技术领域，具体涉及一种含Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］的氟化镓铟上转换发光玻璃及其制备方法。该玻璃组成按摩尔百分比为：ＧａＦ↓［３］１８～２２，ＩｎＦ↓［３］１３～１７，ＺｎＦ↓［２］１３～１８，ＳｎＦ↓［２］５～１０，ＣｄＦ↓［２］０～２０，ＰｂＦ↓［２］１～２０，ＥｒＦ↓［３］０．１～０．５，Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］１～２０。本发明专利技术采用传统熔融制备方法，所制备的玻璃透明，无析晶。本发明专利技术的玻璃组成具有良好的成玻璃性能，且化学稳定性好，上转换效率高。

Gallium fluoride indium upconversion luminescence glass containing P2O5 and preparation method thereof

The invention belongs to the technical field of luminescent glass, in particular relates to a gallium and indium fluoride containing P: 2 O: 5 upconversion luminescence glass and preparation method thereof. Moore as a percentage of the glass composition: GaF: 3 18 ~ 22, 3 ~ 13 InF: 17, ZnF: 2 13 ~ 18, 2 ~ 5 SnF: 10, CdF: 2 0 ~ 20, 2 ~ 1 PbF, down 20, down ErF 3 from 0.1 to 0.5, down P 2 O down 5 from 1 to 20. The invention adopts the traditional melting preparation method, and the prepared glass is transparent and has no crystal breaking. The glass composition of the invention has good glass forming property, good chemical stability and high conversion efficiency.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发光玻璃
，具体涉及一种含p2o5的氟化镓铟上转换发光玻璃及其制备方法。
技术介绍
随着信息处理、数据存储、水下通信、视频显示，激光印刷，激光医疗及表面处理 等技术的迅速发展，越来越需要高效率、低价格、高性能的可见光波长的激光光源，尤其 是蓝绿激光。在数据存储中，通过用蓝绿波长的激光器代替红光读写头，可以将现有的光盘容量提高约4倍；在激光打印设备中，可以提高打印速度和分辨率。在海底通信中，蓝 绿激光因其对海水的较高的穿透能力而成为水下传输的窗口。利用稀土离子的上转换发光 获得蓝绿激光具有以下优点(1) 可以有效降低光致电离作用引起基质材料的衰退；(2) 不需要严格的相位匹配，对激发波长的稳定性要求不高；(3) 输出波长具有一定的可调谐性。(4) 上转换发光更有利于简单、廉价及结构紧凑小型激光器系统的发展。 在上转换发光材料中，氟化镓铟基玻璃的地位非常重要，张国寅对氟化镓铟玻璃30PbF2-20GaF3-15InF3-20CdF2-15ZnF2(PGICZ)(参见J. Alloys Compounds, 1998, 275-277: 15.)的红外和Raman光谱进行了研究，结果表明，该玻璃具有较氟锆酸盐玻璃(ZBLAN) 更宽的红外透过范围和更低的声子能量。较低的声子能量降低了稀土离子无辐射跃迁的几 率，提高稀土离子中间亚稳态能级的荧光寿命，从而提高上转换发光的效率。但从上转换 激光的实用化角度衡量,仅依靠材料的低声子能量和高上转换强度无法实现上转换激光输 出，优良的光学质量和良好的物理化学稳定性及热稳定性是实现玻璃材料实现上转换激光 输出的必要前提。氟化镓铟基玻璃由于其较差的热化学稳定性，而使得它的实际应用受到 限制。因此，提高氟化镓铟基玻璃的物化性能具有很重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种热化学稳定性良好的含P205的氟化镓铟上转换发光玻璃 及其制备方法。本专利技术提出的含P205的氟化镓铟上转换发光玻璃，其特征在于该玻璃的组成如下玻璃组分 摩尔百分比mo10/0GaF318 22Ir1F313 17ZnF213 18SnF25 10CdF20 20PbF21 20ErF30.1 0.5P2051 20说明书第2/4页玻璃的原料Ga203的纯度为99.999%， ln203的纯度为99.0%， CdO的纯度为99.5%， ZnO的纯度为99.0%， SnO采用化学纯，PbF2采用化学纯，Er203的纯度为99.99 %。本发提出的含P205的氟化镓铟上转换发光玻璃的制备方法，具体步骤如下 (1)不含PA熟料的制备① 按玻璃组成计算出各组分的质量百分比，计算出原料的质量，称取原料Ga203、In203、 CdO、 ZnO、 SnO、 PbF^Er203;② 称取一定量的NH3HF2，与步骤①中所得的混合料混合，研磨均匀，装入铂金坩埚 内，置于330-400。C温度下的碳硅棒电炉内，在N2气氛下保温100-140分钟；其中，NH3HF2 加入量为步骤①中所得的混合料总重量的2-4倍；③ 停止通N2，取出铂金器皿，冷却至室温，所得产物即为不含P20s的熟料； (2)发光玻璃的制备① 将步骤(1)制得的熟料与按配方称量的NH4H2P04充分研磨均匀，装入铂金坩埚中， 放入碳硅棒电炉中熔制，熔制温度为830 90(TC，熔制时间取决于原料的多少，熔制过程均匀的通入N2;② 停止通N2，快速将玻璃液浇铸在已预热的铜模具里，压模成型；③ 快速将玻璃放入已升温至转变温度Tg附近的马弗炉中，随炉冷却，即得所需产品。 通常，AT用来评估玻璃的热稳定性，其表达式为AT二T广Tg其中，Tg和Tx分别为玻璃的转变温度和析晶起始温度，AT值越大，玻璃的热稳定性越 好。本专利技术中，所述所述NH3HF2采用分析纯，NH4H2P04采用分析纯。 本专利技术所产生的有益效果是经测试，采用上述组成和制备方法制备的玻璃，具有较好的热稳定性，且化学稳定性优于纯氟化镓铟玻璃，其上转换发光强度强，是较为理想的上转换发光材料。本专利技术的氟化镓铟基氟磷玻璃的制备工艺比较简单，且制备成本较低。 附图说明图1为纯氟化镓铟和实施例3所得玻璃的差热曲线。 图2为实施例1所得玻璃的上转换发光光谱。 具体实施例方式下面通过实施例进一步说明本专利技术。实施例1-4:(1)不含PA熟料的制备① 按玻璃组成的摩尔百分比计算出各组分的质量百分比，计算出原料的质量，称取原料Ga203、 ln203、 CdO、 ZnO、 SnO、 PbF^BEr203;原料的配比见表l。② 称取一定量的NH3HF2，与步骤①中所得的混合料混合，研磨均匀，装入铂金坩埚 内，置于350'C温度下的碳硅棒电炉内，在&气氛下保温150分钟；其中，NH3HF2加入量 为步骤①中所得的混合料总重量的2倍；③ 停止通Nz，取出铂金器皿，冷却至室温，所得产物即为不含P20s的熟料；(2)发光玻璃的制备① 将步骤(1)制得的熟料与按配方称量的NH4H2P04充分研磨均匀，装入铂金坩埚中， 放入碳硅棒电炉中熔制，熔制温度为85(TC，熔制时间取决于原料的多少，熔制过程均匀 的通入N2;② 停止通N,，快速将玻璃液浇铸在已预热的铜模具里，压模成型；③ 快速将玻璃放入已升温至转变温度Tg附近的马弗炉中，随炉冷却，降温至室温。 实施例5-6:(1)不含&05熟料的制备① 按玻璃组成的摩尔百分比计算出各组分的质量百分比，计算出原料的质量，称取原 料Ga203、 ln203、 CdO、 ZnO、 SnO、 PbF^BEr203;原料配比见表l。② 称取一定量的NH3HF2，与步骤①中所得的混合料混合，研磨均匀，装入铂金坩埚 内，置于380。C温度下的碳硅棒电炉内，在N2气氛下保温120分钟；其中，NH3HF2加入量 为步骤①中所得的混合料总重量的3倍；③停止通N2，取出铂金器皿，冷却至室温，所得产物即为不含P20s的熟料； (2)发光玻璃的制备①将步骤(1)制得的熟料与按配方称量的NH4H2P04充分研磨均匀，装入铂金坩埚中，放入碳硅棒电炉中熔制，熔制温度为87(TC，熔制时间取决于原料的多少，熔制过程均匀 的通入N2;②停止通Nz，快速将玻璃液浇铸在己预热的铜模具里，压模成型； (D快速将玻璃放入已升温至转变温度Tg附近的马弗炉中，随炉冷却，降温至室温。 表l中列举了本专利技术的6个实施例的玻璃原料组成，表l<table>table see original document page 6</column></row><table>表2为各实施例所对应的玻璃特征温度。其中转变温度Tg，析晶起始温度Tx，度Tp，熔化温度Tm。<table>table see original document page 6</column></row><table>图1分别为本专利技术实施例3 (GIP)和纯氟化镓铟组成20GaF3-15InF3-15ZnF2-10SnF2-20CdF2-19.85PbF2- 0.15ErF3 (GI)所制备玻璃的差热曲线。其中(GI)曲线所对应玻璃的AT为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］的氟化镓铟上转换发光玻璃，其特征在于该玻璃的组成如下：　玻璃组分　摩尔百分比ｍｏｌ％　ＧａＦ↓［３］　１８～２２　ＩｎＦ↓［３］　１３～１７　ＺｎＦ↓［２］　１３～１８　ＳｎＦ ↓［２］　５～１０　ＣｄＦ↓［２］　０～２０　ＰｂＦ↓［２］　１～２０　ＥｒＥ↓［３］　０．１～０．５　Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］　１～２０　玻璃的原料Ｇａ↓［２］Ｏ↓［３］的纯度为９９．９９９％，Ｉｎ↓［ ２］Ｏ↓［３］的纯度为９９．０％，ＣｄＯ的纯度为９９．５％，ＺｎＯ的纯度为９９．０％，ＳｎＯ采用化学纯，ＰｂＦ↓［２］采用化学纯，Ｅｒ↓［２］Ｏ↓［３］的纯度为９９．９９％，ＮＨ↓［４］Ｈ↓［２］ＰＯ↓［４］采用分析纯，ＮＨ↓［３］ＨＦ↓［２］采用分析纯。

【技术特征摘要】
1、一种含P2O5的氟化镓铟上转换发光玻璃，其特征在于该玻璃的组成如下玻璃组分摩尔百分比mol％GaF318～22InF313～17ZnF213～18SnF25～10CdF20～20PbF21～20ErE30.1～0.5P2O51～20玻璃的原料Ga2O3的纯度为99.999％，In2O3的纯度为99.0％，CdO的纯度为99.5％，ZnO的纯度为99.0％，SnO采用化学纯，PbF2采用化学纯，Er2O3的纯度为99.99％，NH4H2PO4采用分析纯，NH3HF2采用分析纯。2、 一种如权利要求1所述的含P20s的氟化镓铟上转换发光玻璃的制备方法，其特征在于具体步骤如下(1)不含&05熟料的制备① 按玻璃组成计算出各组分的质量百分比，计算出原料的质量，称取原料Ga203、Iri203、 CdO、 ZnO、 SnO、 PbFjEr203;② 称取NH...

【专利技术属性】
技术研发人员：余祥敏，
申请(专利权)人：余祥敏，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]