一种可调控光谱的Eu，Dy掺杂的发光玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术涉及发光材料技术领域，特别涉及一种可调控光谱的Eu，Dy掺杂的发光玻璃及其制备方法。该可调控光谱的Eu，Dy掺杂的发光玻璃，由以下摩尔分数的成分组成：SiO2：40%‑70%，P2O5：0%‑25%，B2O3：0%‑25%，Al2O3：2%‑15%，Na2O：5%‑15%，Eu2O3：0.02%‑0.2%，Dy2O3:0.02%‑0.25%。本发明专利技术以SiO2‑P2O5‑B2O3‑Al2O3‑Na2O系统玻璃为基质，稀土离子为发光中心，制备得到的发光玻璃在近紫外光激发下，能稳定发光。本发明专利技术可以通过改变玻璃基质的成分，尤其是氧化硼和五氧化二磷的含量，来控制玻璃液成型冷却过程中晶体的析出及含量变化，进而实现对发光玻璃的光谱调控。

A controllable Eu and Dy doped luminescent glass and its preparation method

The invention relates to the technical field of luminescent materials, in particular to an Eu, Dy-doped luminescent glass with adjustable spectra and a preparation method thereof. The Eu, Dy doped luminescent glass is composed of the following molar fractions: SiO2:40%70%, P2O5:0%25%, B2O3:0%25%, Al2O3:2%15%, Na2O:5%15%, Eu2O3:0.02%0.2%, Dy2O3:0.02%0.25%. The present invention uses SiO2 P2O5 B2O3 Al2O3 Na2O system glass as the substrate and rare earth ions as the luminescent center. The luminescent glass can stably luminescent under near ultraviolet light excitation. The invention can control the crystal precipitation and content change during the cooling process of glass liquid molding by changing the composition of glass matrix, especially the contents of boron oxide and phosphorus pentoxide, and thereby realize the spectral regulation of luminous glass.

【技术实现步骤摘要】
一种可调控光谱的Eu，Dy掺杂的发光玻璃及其制备方法
本专利技术涉及发光材料
，特别涉及一种可调控光谱的Eu，Dy掺杂的发光玻璃及其制备方法。
技术介绍
目前，“绿色照明”已成为人类社会现代化程度的重要标志之一，是关系到人类社会可持续发展的一项重要措施。发光二极管（LightEmittingDiode,LED）照明的研究及开发是近年来最为关注的热点。白光LED（W-LED）由于节能、环保、使用寿命长，发光效率高等一系列优点已经成为21世纪最有前途的光源，并将取代白炽灯和荧光灯成为第三代照明光源。目前商业化W-LED照明器件主要是采用半导体芯片与荧光粉复合制备，需要环氧树脂封装，LED在电流驱动下长期工作时，芯片温度升高，致使环氧树脂碳化变黄。发光玻璃具有稳定的热稳定性、较高的透明度、简单的制备工艺、低廉的生产成本、较大的化学组成调控范围、功能性组分选择多范围广，可用于LED发光器件的制备，不必采用环氧树脂，能够避免某些荧光粉无法解决的问题。中国专利技术专利ZL2014101650810公开了一种LED用发光玻璃材料及其制备方法。该LED用发光玻璃的玻璃基质的主要成分为五氧化二磷（P2O5）、氧化锌（ZnO）、氧化钾（K2O）、氧化锶(SrO)，发光源为氧化锰（MnO）、氧化铥（Tm2O3）和氧化铽（Tb4O7），按照组分式aZnO-bSrO-cP2O5-dK2O-eTm2O3-fTb4O7-gMnO配料，经球磨混料12h后烘干，在1150-1200℃保温0.5-1.5h得到熔化的玻璃液；再经成型、退火得到均匀透明的发光玻璃；该专利技术公开的发光玻璃在紫外光激发下得到白光，并且白光的光色品质调控可通过调节离子掺杂浓度和激发波长实现，但该专利技术专利未涉及玻璃中析出晶体对发光玻璃发光性能的影响，本专利技术通过改变玻璃基质组成，来控制玻璃熔体在自发冷却过程中析出晶体的含量，从而实现了对发光玻璃的光谱调控。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种可取代LED发光器件中的荧光粉及环氧树脂、机械性能好，化学性能稳定、光谱可控的稀土离子Eu，Dy掺杂的发光玻璃及其制备方法。本专利技术是通过如下技术方案实现的：一种可调控光谱的Eu，Dy掺杂的发光玻璃，由以下摩尔分数的成分组成：SiO2：40%-70%，P2O5：0%-25%，B2O3：0%-25%，Al2O3：2%-15%，Na2O：5%-15%，Eu2O3：0.02%-0.2%，Dy2O3:0.02%-0.25%。上述可调控光谱的Eu，Dy掺杂的发光玻璃的制备方法，具体包括如下步骤：（1）确定发光玻璃的摩尔组成，并按照摩尔比精确称取二氧化硅、磷酸二氢铵、硼酸、氧化铝、碳酸钠、稀土发光源氧化铕和氧化镝，充分研磨并混合均匀，得到玻璃配合料，所述稀土离子共掺在玻璃基质中；（2）熔制：将步骤（1）得到的玻璃配合料转移到氧化铝坩埚中，于高温电炉中在空气气氛条件下进行熔制，并保温，得到玻璃液；（3）成型及退火：将步骤（2）得到的玻璃液浇注到预热的钢制模具上使其淬冷成块状玻璃，并送入马弗炉中退火，随炉冷却至室温，得到发光玻璃。进一步的，步骤（2）所述熔制温度为1350-1600℃，熔制时间为0.5-2h。步骤（3）所述退火温度为退火温度为350-550℃，保温时间为1-4小时。步骤（3）所述钢制模具450oC预热1小时后使用。步骤（2）在空气气氛下制备玻璃液，实现了Eu3+向Eu2+的自发转化。通过在玻璃基质中改变B2O3和P2O5的相对含量，引起玻璃熔体冷却的过程中晶体析出量的变化，实现发光玻璃的发光性质有效调控。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术以SiO2-P2O5-B2O3-Al2O3-Na2O系统玻璃为基质，稀土离子为发光中心，制备得到的发光玻璃在近紫外光激发下，能稳定发光。本专利技术可以通过改变玻璃基质的成分，尤其是氧化硼和五氧化二磷的含量，来控制玻璃液成型冷却过程中晶体的析出及含量变化，进而实现对发光玻璃的光谱调控；2、本专利技术通过玻璃液冷却过程自发析出晶体，不必采取传统的后期微晶化热处理，可节约能源；3、本专利技术所涉及的在空气气氛下制备的玻璃存在Eu3+向Eu2+的自发转化；4、本专利技术制备的发光玻璃机械性能好、光谱可控，可应用于LED发光器件，取代LED发光器件中的荧光粉及环氧树脂，对LED照明的发展具有重要意义。附图说明下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。附图1为实施例1-5制备的发光玻璃的X射线衍射图谱；附图2为实施例1-5制备的发光玻璃在350nm波长激发下的发射光谱；附图3为实施例1-5制备的发光玻璃在360nm波长激发下的发射光谱；附图4为实施例1-5制备的发光玻璃的红外光谱。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但不用来限制本专利技术的范围。实施例中所用原料均为常规原料，可市购获得；所述方法，如无特殊说明均为现有技术。实施例1：一种可调控光谱的Eu，Dy掺杂的发光玻璃，包括如下摩尔分数的成分：50SiO2-20P2O5-10B2O3-10Al2O3-10Na2O：0.05Eu2O3,0.15Dy2O3；上述发光玻璃的制备方法，包括步骤：（1）按照上述发光玻璃的组成成分，精确称取二氧化硅8.2522g、磷酸二氢铵12.6386g、硼酸3.3970g、氧化铝2.8008g、碳酸钠2.9114g、氧化铕0.0483g、氧化镝0.1537g，将这些原料进行充分研磨混合均匀后得到玻璃配合料；（2）将玻璃配合料转移到氧化铝坩埚中，在空气气氛下进行熔制、成型、退火、冷却，即得到发光玻璃，其中熔制温度为1560℃，以5oC/min的升温速率至熔制温度，保温一小时，退火温度为450℃，保温时间为2小时；实施例2：一种可调控光谱的Eu，Dy掺杂的发光玻璃，包括如下摩尔分数的成分：50SiO2-17.5P2O5-12.5B2O3-10Al2O3-10Na2O：0.05Eu2O3,0.15Dy2O3；上述发光玻璃的制备方法，包括步骤：（1）按照上述发光玻璃的组成成分，精确称取二氧化硅8.4582g、磷酸二氢铵11.3348g、硼酸4.3522g、氧化铝2.8707g、碳酸钠2.9841g、氧化铕0.0495g、氧化镝0.1575g，将这些原料进行充分研磨混合均匀后得到玻璃配合料；（2）将玻璃配合料转移到氧化铝坩埚中，在空气气氛下进行熔制、成型、退火、冷却，即得到发光玻璃，其中熔制温度为1560℃，以5oC/min的升温速率至熔制温度，保温一小时，退火温度为450℃，保温时间为2小时。实施例3：一种可调控光谱的Eu，Dy掺杂的发光玻璃，包括如下摩尔分数的成分：50SiO2-15P2O5-15B2O3-10Al2O3-10Na2O：0.05Eu2O3,0.15Dy2O3；上述发光玻璃的制备方法，包括步骤：（1）按照上述发光玻璃的组成成分，精确称取二氧化硅8.6747g、磷酸二氢铵9.9643g、硼酸5.3563g、氧化铝2.9442g、碳酸钠3.0605g、氧化铕0.0508g、氧化镝0.1616g，将这些原料进行充分研磨混合均匀后得到玻璃配合料；（2）将玻璃配合料转移到氧化铝坩埚中，在空气气氛下进行熔制、成型、退火、冷却，即得到发光玻璃，其中熔制温度为1560℃，以5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调控光谱的Eu，Dy掺杂的发光玻璃，由以下摩尔分数的成分组成：SiO2：40%‑70%，P2O5：0%‑25%，B2O3：0%‑25%，Al2O3：2%‑15%，Na2O：5%‑15%，Eu2O3：0.02%‑0.2%，Dy2O3: 0.02%‑0.25%。

【技术特征摘要】
1.一种可调控光谱的Eu，Dy掺杂的发光玻璃，由以下摩尔分数的成分组成：SiO2：40%-70%，P2O5：0%-25%，B2O3：0%-25%，Al2O3：2%-15%，Na2O：5%-15%，Eu2O3：0.02%-0.2%，Dy2O3:0.02%-0.25%。2.根据权利要求1所述的一种可调控光谱的Eu，Dy掺杂的发光玻璃的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：（1）确定发光玻璃的摩尔组成，并按照摩尔比精确称取二氧化硅、磷酸二氢铵、硼酸、氧化铝、碳酸钠、稀土发光源氧化铕和氧化镝，充分研磨并混合均匀，得到玻璃配合料；（2）熔制：将步骤（1）得到的玻璃配合料转移到氧化铝坩埚中，于高温电炉中在空气气氛条件下进行熔制，并保温，得到玻璃液；（3）成型及退火：将步骤（2）得到的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱超峰，牛璐玥，黄盛，吴欣宇，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37