一种多色发射碲铋钛玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种多色发射碲铋钛玻璃及其制备方法，该玻璃的摩尔百分比组分为：65～80mol％的TeO2、5～10mol％的ZnO、5～10mol％的Na2O、2～9mol％的Bi2O3、1～5mol％的TiO2、0～1.0mol％的Tm2O3、0.1～1.0mol％的Er2O3、2.0～4.0mol％的Yb2O3；优点在于使用声子能量低、稀土离子溶解度大的重金属氧化物(TeO2、ZnO、Na2O)为玻璃的主要组分，同时加入一定量的重金属氧化铋(Bi2O3)和氧化钛(TiO2)，以提高碲酸盐玻璃的形成能力和物化稳定性；并通过对稀土离子浓度以及基质组分的调整，获得高效率的多色发射玻璃；该碲铋钛玻璃透明稳定，且物化性能优良。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及一种发光玻璃及其制备技术，尤其是设及一种多色发射蹄祕铁玻璃及 其制备方法。
技术介绍
稀±离子的上转换发光是指当采用波长较长的激励光照射稀±离子渗杂的玻璃 或晶体样品时，样品发射出波长小于激励光波长的一种发光现象。目前，稀±离子的上转换 发光已广泛应用于多色显示、低碳照明、激光器、光学数据存储、光纤通信、生物标记、信息 处理等相关领域。近些年，W稀上离子渗杂玻璃，通过上转换发光机理实现近红外到可见光 转化已成为一个新的研究热点。一些常见的S价稀±离子，例如化时严、Pr3\化3\化3+等 在受激情形下均易发生上转换发光现象，最近几年国内外也有很多关于利用它们实现红、 绿、蓝=色上转换发光的报道。 自从2002年Vetrone等报道了 980皿累浦下化离子在蹄酸盐玻璃中存在强烈 的上转换发光现象，由此掲开了蹄基玻璃上转换发光研究的序幕。2002年，中科院长春光 学精密机械与物理研究所的牛春辟等研究了W亚蹄酸盐玻璃为基质的Tm37孔共渗蓝色 上转换发光。研究发现，运种W亚蹄酸盐玻璃为基质的Tm37孔共渗蓝色上转换发光，随着 Tm3+离子浓度的增加蓝光（480nm)发射强度随之增强，然而Tm3+离子浓度超过一个阔值（如 0.15mol%)时蓝光发射强度出现下降趋势，产生浓度巧灭效应。2005年，湘潭大学的国磊 等研究了化 37孔37Tm3+共渗氣化物中红色上转换发光，研究表明当化离子浓度增加、孔 和时严离子浓度基本不变时，主要是化 37孔发光系统发生作用，上转换发光W红色为主。 蹄酸盐玻璃系统大部分的研究都是单色发光，多色发射的研究较少。目前，多色发 射研究主要集中在W声子能量较小的氣化物玻璃上。然而，氣化物玻璃虽然具有低折射率、 低色散、高透过、基团吸收少等优点，但是氣化物玻璃不仅抗失透能力、热稳定性、化 学稳定性比重金属氧化物玻璃差，而且氣化物玻璃在高溫烙制条件下挥发很大。蹄酸盐玻 璃系统作为氧化物玻璃存在其自身独特的一些优点，主要包括：1)具有较宽的红外光透过 区域（0. 4~6ym) ;2)在氧化物玻璃体系中具有较低的最大声子能量（约750cm1)诚具 有高折射率（约2. 0)和高非线性折射率；4)制备时烙化溫度较低（约90(TC) ;5)与氣化 物玻璃和硫化物玻璃相比具有更好的热稳定性和化学稳定性等。因此，有必要研究蹄酸盐 玻璃的多色发射。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种多色发射蹄祕铁玻璃及其制备方法，该玻 璃能够多色发射，且透明稳定、物化性能优良。 本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种多色发射蹄祕铁玻璃，其特 征在于该玻璃的摩尔百分比组分为： 组分 驚尔百分比m&騰： Tc〇2 65 ~80 ZnO 5 ~m Na.O 5--！0 8曲:> 2~9 T 似2 1'- 5 Tm?〇3 0 ~1.0 Er?-0; 0.!~！.0 Yb2〇3 2.0-4.0 阳00引所述的Te〇2、所述的时12〇3、所述的化2〇3和所述的孔2〇3的纯度均为99. 99%，所述 的化0、所述的Bi2〇3和所述的TiO2的纯度均为99. 9%。 所述的化2〇是W化2〇)3成分方式引入。 所述的NazCOs的纯度为99. 9%。 1] 该玻璃的摩尔百分比组分为：65mol %的Te〇2、10mol %的ai0、10mol %的胞2〇、 9mol % 的 Bi2〇3、Imol % 的 Ti〇2、0. 5mol % 的时12〇3、〇. 5mol % 的化2〇3、4mol % 的孔2〇3。 阳〇1引 该玻璃的摩尔百分比组分为：70mol%的Te〇2、6mol%的ai0、9mol%的胞2〇、 Smol% 的Bi2〇3、2mol% 的Ti〇2、0. 5mol% 的时12〇3、〇. 5mol% 的化2〇3、4mol% 的孔2〇3。 阳〇1引 该玻璃的摩尔百分比组分为：80mol%的Te〇2、5mol%的化0、5mol%的胞2〇、 2mol% 的Bi2〇3、3mol% 的Ti〇2、0. 5mol% 的时12〇3、〇. 5mol% 的化2〇3、4mol% 的孔2〇3。 一种多色发射蹄祕铁玻璃的制备方法，其特征在于包括W下步骤： ①按照下列的玻璃的摩尔百分比组分选定原料配方，然后根据所需制备的玻璃的 总量计算出各原料的重量百分比，并称量各原料； 组分 摩尔百分比mol% TcO:. 65 ~80 ZnO 5 ~10 Na^O 5-10 BbO.; 2 ~9 Ti〇2 1-5 Tm2〇3 0 ~1.0 0.i. --1.0 YbsO.; 2.0-4.0 ②将所称量的高纯度的Te化、ZnO、胞2〇、Biz化、Ti化、而2化、和孔2〇3粉末状原 料均匀混合后，倒入刚玉相蜗中；然后将盛装有原料混合物的刚玉相蜗置于溫度为900~ IOOCTC的娃碳棒电炉中，对原料混合物进行烙制；待原料混合物完全烙化后，再烙制5~15 分钟后进行均匀揽拌； ③揽拌10~20分钟后停止，再继续在900~Iiocrc的溫度下烙制5~15分钟， W进行均化和澄清，得到玻璃烙液； ④取出烙制得到的玻璃烙液，然后将玻璃烙液诱注在预热过的铜板模具上； ⑥迅速将诱注有玻璃烙液的铜板模具移至精密溫控马弗炉中进行退火，在310~ 330°C的溫度下保溫2小时后，W10°C/小时的速率使精密溫控马弗炉中的溫度下降至室 溫，然后关闭精密溫控马弗炉，再取出制备得到的蹄祕铁玻璃样品。 阳OW 所述的Te〇2、所述的时12〇3、所述的化2〇3和所述的孔2〇3的纯度均为99. 99%，所述 的化0、所述的Bi2〇3和所述的TiO2的纯度均为99. 9%。 阳0巧所述的化2〇是W化2〇)3成分方式引入，且所述的化2〔〇3的纯度为99. 9%。 与现有技术相比，本专利技术的优点在于： 1)本专利技术使用声子能量低、稀±离子溶解度大的重金属氧化物（Te〇2、化0、NazO) 为玻璃的主要组分，同时加入一定量的重金属氧化祕度i2〇3)和氧化铁（Ti化)，W提高蹄酸 盐玻璃的形成能力和物化稳定性；并通过对稀±离子浓度W及基质组分的调整，获得高效 率的多色发射玻璃。2)本专利技术的蹄祕铁玻璃透明稳定，且物化性能优良。 3)本专利技术制备蹄祕铁玻璃的过程中采用了普通的娃碳棒电炉烙制和马弗炉退火， 所采用的设备少且成本低，非常适合于实际生产中的应用。 4)本专利技术使用稀±离子化Tm3+和孔渗方式，可W同时发射S基色红、绿和 蓝光，通过对=种渗杂稀±离子浓度比W及基质组分的调整，可由=基色混合获得多色发 射W及近白光输出。 5)本专利技术使用稀±离子化和孔两渗方式，可W同时发射红和绿光，通过对两 种渗杂稀±离子浓度比W及基质组分的调整，可由两基色混合获得多色发射。【附图说明】 图1为实施例二、实施例四、实施例六和实施例八各自制备得到的蹄祕铁玻璃样 品经后期加工而成的尺寸为IOmmXIOmmXImm的双面抛光玻璃样品，在激光二极管980nm 波长累浦下实验测量得到的上转换发光光谱； 图2为实施例六、实施例八、实施例十和实施例十二各自制备得到的蹄祕铁玻 璃样品经后期加工而成的尺寸为IOmmXIOmmXImm的双面抛光玻璃样品，在激光二极管 980nm波长本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多色发射碲铋钛玻璃，其特征在于该玻璃的摩尔百分比组分为：

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭胜喜，周亚训，杨风景，吴立波，黄波，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33