一种光学玻璃及其制备方法和在植物光肥通用光源中的应用技术

本发明专利技术提供了一种光学玻璃及其制备方法和在植物光肥通用光源中的应用，属于发光材料技术领域。本发明专利技术所制备的光学玻璃在250～450nm波长的光激发下，可获得发射波长为350～900nm的超宽带发光，且可以实现波长范围350nm至900nm的宽带可调荧光，在激光激发下具有高效的响应特性，发射峰位可调，发光强度较高，高度匹配叶绿素和胡萝卜素对光照的需求，为植物光合作用提供所需要的能量，且能量利用率较高，能促进植物生长，加快其生长周期。加快其生长周期。加快其生长周期。

【技术实现步骤摘要】
一种光学玻璃及其制备方法和在植物光肥通用光源中的应用


[0001]本专利技术涉及发光材料
，尤其涉及一种光学玻璃及其制备方法和在植物光肥通用光源中的应用。

技术介绍

[0002]光合作用是植物生长、发育和繁殖的基础，也是自然界一切生物的能量来源，光合作用是将水和二氧化碳转化为葡萄糖的过程，其中光提供了能量来源和催化作用，重要性不言而喻。随着科技的进步，植物的种植已不限于室外，室内植物、大棚植物等种植面积日趋增加。受种植条件影响，室内植物、大棚植物存在光照时间和强度不足的问题。研究表明，光合作用吸收的光波长为400～500或600～800nm的波段，即除绿光之外的剩余可见光波段，当前在室内植物种植中多采用高压钠灯、白炽灯和荧光粉LED灯等为植物补光。钠灯常用于高屋顶的商业环境，但制备技术复杂，成本很高。白炽灯的优点是光源集中，价格便宜，体积小，种类多，红光多。缺点是能量利用率较低，发光强度不高，难以满足植物生长的要求；荧光粉LED灯的优点是能量功效大，比白炽灯放出的热量少，寿命长，光线分布均匀，蓝光较高。缺点是采用有机树脂包裹荧光粉，有机树脂老化后荧光粉会脱落，发光强度降低，且荧光粉多以稀土离子为发光中心离子，其发光波长单一，不可调控，发光峰较窄。综上，目前的植物光肥来自于高压钠灯、白炽灯和荧光粉LED灯等，其制备工艺复杂，发光不可调控，难以满足植物生长所需要的光照条件。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种光学玻璃及其制备方法和在植物光肥通用光源中的应用，所述光学玻璃发射峰位可调，可以实现对叶绿素和胡萝卜素光照需求的高度匹配的宽带发光，能为植物的生长提供能量，且制备简单。
[0004]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0005]本专利技术提供了一种光学玻璃，所述光学玻璃的制备原料包括玻璃基质组分和外掺发光组分；
[0006]以摩尔百分比计，所述玻璃基质组分包括SiO220～60mol％，B2O320～40mol％，RF
a
20～40mol％，Q
b
CO30～20mol％；其中，R和Q独立为Li、Na、K、Ca、Sr和Ba中的一种或几种，a＝1或2，b＝1或2；
[0007]所述外掺发光组分为M
x
O
y
，所述外掺发光组分占所述玻璃基质组分的摩尔百分比为0.1～0.8mol％；其中，M为Bi、Sb、Sn、Mn和Cu中的一种或两种，x＝1或2，y＝1或2或3。
[0008]优选的，所述SiO2的摩尔百分比为26～40mol％，所述B2O3的摩尔百分比为24～38mol％，所述RF
a
的摩尔百分比为25～35mol％，所述Q
b
CO3的摩尔百分比为5～18mol％；所述M
x
O
y
的摩尔百分比为0.2～0.6mol％。
[0009]本专利技术提供了上述技术方案所述光学玻璃的制备方法，包括以下步骤：
[0010]将对应原料混合后，进行熔制，得到熔融玻璃液；
[0011]将所述熔融玻璃液依次进行浇筑成型、退火处理和切割成型，得到光学玻璃。
[0012]优选的，所述熔制的温度为1200～1650℃，时间为20～60min。
[0013]优选的，所述退火处理的温度为300～600℃，时间为10～48h。
[0014]优选的，所述切割成型的切割转速为150～200r/min。
[0015]优选的，完成所述切割成型后，将所得产品进行抛光，所述抛光的次数为1～3次，单次抛光的速率独立为60～120r/min，单次抛光的时间独立为25～60min。
[0016]优选的，所述抛光所用抛光粉为氧化铈，所述抛光粉的目数为80～1000目。
[0017]本专利技术提供了上述技术方案所述光学玻璃在植物光肥通用光源中的应用。
[0018]本专利技术提供了一种光学玻璃，本专利技术提供硼硅酸盐玻璃以SiO2和B2O3作为玻璃网络形成体，RF
a
作为玻璃网络外体，存在于玻璃网络间隙中提供游离的F，改变阳离子的配位，进而改变玻璃的发光性质，Q
b
CO3作为玻璃网络外体，存在于玻璃网络间隙中提供游离的O，改变阳离子的配位，进而改变玻璃的发光性质，本专利技术所述光学玻璃的玻璃组分和状态稳定，不会因外部物理环境的改变而影响发光性质。此外，本专利技术所述发光玻璃的发光离子(M
x
O
y
)均为宽带激发和发射，发光离子受配位环境和周围晶体场的影响较大，通过改变玻璃组分和激发波长，可以调控发光性质。本专利技术所制备的光学玻璃在250～450nm波长的光激发下，可获得发射波长为350～900nm的超宽带发光，且可以实现波长范围350nm至900nm的宽带可调荧光，在激光激发下具有高效的响应特性，且能够通过激发波长的改变，实现发射峰位可调，发光强度较高，高度匹配叶绿素和胡萝卜素对光照的需求，为植物光合作用提供所需要的能量，且能量利用率较高，能促进植物生长，加快其生长周期。
[0019]本专利技术的方法简单，制备所需原料少，改善了以往高压钠灯、白炽灯和荧光粉LED灯作为植物光肥存在的制备复杂、发光不稳定和能量利用率低的问题。
附图说明
[0020]图1为实施例1制备的光学玻璃在405nm激发下的发射光谱图；
[0021]图2为实施例1制备的学玻璃在405nm激发下的发射光的色坐标图；
[0022]图3为实施例2制备的光学玻璃在325nm激发下的发射光谱图；
[0023]图4为实施例2制备的光学玻璃在325nm激发下的发射光的色坐标图；
[0024]图5为实施例2制备的光学玻璃每间隔10天在325nm激发下的发射光谱图；
[0025]图6为实施例3制备的光学玻璃在405nm激发下荧光寿命衰减曲线图；
[0026]图7为实施例4制备的光学玻璃在325nm激发下的发射光谱图。
具体实施方式
[0027]本专利技术提供了一种光学玻璃，所述光学玻璃的制备原料包括玻璃基质组分和外掺发光组分；
[0028]以摩尔百分比计，所述玻璃基质组分包括SiO220～60mol％，B2O320～40mol％，RF
a
20～40mol％，Q
b
CO30～20mol％；其中，R和Q独立为Li、Na、K、Ca、Sr和Ba中的一种或几种，a＝1或2，b＝1或2；
[0029]所述外掺发光组分为M
x
O
y
，所述外掺发光组分占所述玻璃基质组分的摩尔百分比为0.1～0.8mol％；其中，M为Bi、Sb、Sn、Mn和Cu中的一种或两种，x＝1或2，y＝1或2或3。
[0030]在本专利技术中，若无特殊说明，所需制备原料均为本领域技术人员熟知的市售商品。
[0031]本专利技术提供的光学玻璃的制备原料包括玻璃基质组分，以摩尔百分比计本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光学玻璃，其特征在于，所述光学玻璃的制备原料包括玻璃基质组分和外掺发光组分；以摩尔百分比计，所述玻璃基质组分包括SiO220～60mol％，B2O320～40mol％，RF
a 20～40mol％，Q
b
CO30～20mol％；其中，R和Q独立为Li、Na、K、Ca、Sr和Ba中的一种或几种，a＝1或2，b＝1或2；所述外掺发光组分为M
x
O
y
，所述外掺发光组分占所述玻璃基质组分的摩尔百分比为0.1～0.8mol％；其中，M为Bi、Sb、Sn、Mn和Cu中的一种或两种，x＝1或2，y＝1或2或3。2.根据权利要求1所述的光学玻璃，其特征在于，所述SiO2的摩尔百分比为26～40mol％，所述B2O3的摩尔百分比为24～38mol％，所述RF
a
的摩尔百分比为25～35mol％，所述Q
b
CO3的摩尔百分比为5～18mol％；所述M
x
O
y
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【专利技术属性】
技术研发人员：王荣飞，张秦阳，黄启强，赖妞，杨宇，杨杰，段潇箫，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：