一种白光玻璃及其制备方法技术

一种白光玻璃及其制备方法，本发明专利技术涉及以氧化锡和氧化锰为发光中心的白光玻璃及其制备方法。白光照明在日常生产生活中具有举足轻重的作用，但现有的白光照明效率低，工艺复杂，难以小型化。在这种情况下，白光玻璃的研究得到了重视，这是因为白光玻璃的制备简单，发光效率高，色温易调节等有点。目前，研究较多的是掺杂稀土的白光玻璃，但是稀土发光在高浓度时会产生猝灭，而且其发光峰位会随使用时间产生漂移，从而导致色温变化。而以氧化锡和氧化锰为发光中心的白光玻璃可以弥补上述缺点。氧化锡和氧化锰属于网络中间体，可以较高浓度引入，具有较高的发光强度和转换效率。同时，这两者是宽谱发光，复合出的白光色温基本不随使用时间而变化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及白光材料及其制备，尤其是涉及以Sn02*Mn0为发光中心的白光玻璃 及其制备方法。
技术介绍
近些年米，随着能源消耗的不断增加，能源危机和环境污染越来越严重。在寻找新 型替代能源的同时，也必须在节能减排方面取得一定的突破，这就很有必要对现有的能源 消耗结构进行调整，从而达到节能减排的目的。照明在人类生产生活中起到了不可或缺的 作用，但也因此消耗了大量的能源，所以对照明方式的改进已经迫在眉睫。就目前而言，白 炽灯和荧光灯是照明的主要方式。由于白炽灯是通过加热钨丝到白炽状态而实现的发光， 很大部分能量转换成了热能损耗，其能量利用效率极低。荧光灯主要是通过电致汞蒸气产 生紫外线，而后激发内部的荧光粉而实现的发光，其能量利用效率较高，但其结构及制备过 程较为复杂，难以小型化，应用受到一定的限制。上个世纪90年代以来，国内外对开拓和制 备用于生产生活等领域的照明材料的研究有了许多报道。其中发光二极管(LED)受到了高 度的关注，由于其发光效率高，结构紧凑，制备简单而得到了大量的研究。目前已经可以通 过特定LED的组合实现白光发射，而且这些产品已经部分商业化。但由于现有的LED基本 都是利用稀土作为发光中心，其发光为线状谱，在使用过程中发光波长会产生偏移，从而使 复合出的白光色温发生变化。同时，由于LED用发光基质一般为荧光粉，其封装过程中需要 作为薄膜沉积在LED芯片上，厚度不易控制，从而导致发出的白光颜色不均勻。并且，其封 装过程需要用到环氧树脂，从而不可避免的产生老化问题。以氧化锡(Sn02)和氧化锰(MnO)为发光中心的白光玻璃可以弥补上述白光照明 的缺点。氧化锡和氧化锰属于玻璃网络中间体，可以在玻璃中以较高的浓度引入，从而使玻 璃具有较高的发光强度，提高了光电转换率。氧化锡和氧化锰的发光为宽谱，在使用过程中 波长偏移对白光的色温几乎不会产生影响。同时，由于直接用玻璃作为发光基质，不存在封 装后发光不均勻以及老化问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一，提供一种能够用于生产生活照明、显示技术等领域的白光玻 璃，以部分取代目前广泛使用的白炽灯、荧光灯等，后者具有发光效率低，结构复杂，尺寸较 大等缺点。本专利技术目的之二，提供一种制备上述白光玻璃的方法。专利技术构思氧化锡和氧化锰是发光效率很高的宽谱发光中心，具有发光强度大，激发和发射 波长宽，能在玻璃中大量引入等优良特点，在玻璃中引入这两种氧化物之后，可以通过一般 的成型技术，如模压、热压和挤压技术等直接制备发光器材。与传统的白炽灯、荧光灯以及 新型的LED相比，具有发光效率高，结构简单，发光稳定，成本低廉等优势。本专利技术是一种以氧化锡和氧化锰为发光中心的白光玻璃，该系统玻璃的组成涉及 兼顾了如下因素玻璃的形成能力，近紫外及可见区域的高光学透过性，复合白光的色温， 白光的强度。技术方案本专利技术所述的白光玻璃包括如下组分及含量(含量以摩尔百分比mol%计算)P205 10-90R0 0-50Sn02 0-10MnO 0-10其中R = Ca，Sr，Ba制备上述白光玻璃的方法包括如下步骤a)玻璃配合料的制备将原料按照上述的组分及含量经充分混合后制得玻璃配合料。其中P205，MnO和 R0分别以NH4H2P04，MnC03和RC03形式引入。b)配合料的熔制将由步骤(a)制得的玻璃配合料置于容器中熔化，熔化温度为1200-1300°C，熔化 时间为1-3小时。将熔化的玻璃液倒入模具内固化成型。将固化成型后的玻璃移至马弗炉内，在 450 °C保温半小时，冷却后得到玻璃试样。其中所用模具最好预先加热至450°C左右，马弗炉预先升温至450°C左右c)热处理将由步骤(b)制得玻璃试样重新放入马弗炉，在温度为350-550°C，保温3-10个小 时，冷却后即得到本专利技术所述的快速闪烁玻璃。本专利技术所述白光玻璃与现有的掺稀土白光材料相比，则具有荧光强度高，激发和 发射波长宽，白光色温易于调节等特点；同时，本专利技术所述的发光玻璃又具有熔制过程简 单，玻璃形成能力强，色温易于调整，发光中心离子引入浓度高的特点。本专利技术所述的白光 玻璃可以应用于生产生活照明、显示技术等领域。具体实施例方式为了更好的理解本专利技术的内容，下面通过实施对本专利技术作进一步说明，但所举实 施例并不限制本专利技术的保护范围。实施例1配方设计采用磷酸盐系统。组分设计如下表1实施例1的玻璃组成(mol % )4 配合料配制分别采用高纯度(99. 9 % )磷酸二氢铵(NH4H2P04)，碳酸锶(SrC03)，碳酸锰(MnC03) 和氧化锡为引入p205，Sr0,Mn0和Sn02的原料，按表1所示的组成进行配方计算及配合料配 制。配合料配制方法与常规的玻璃配合料配制方法相同。配合料需充分混合。玻璃熔制将混合均勻的配合料放入刚玉坩埚内，在电炉内熔制玻璃。熔制气氛为空气，熔化 温度为1250°C，熔化时间为2小时，保温期间内对玻璃进行人工搅拌2次，以改善玻璃液的熔化与澄清质量。将熔化好的玻璃液倒入耐热不锈钢的模具内自然成型。不锈钢模具预先加热至 450°C，将固化后的玻璃试样移至马弗炉内。马弗炉预先升温至450°C。在马弗炉中保温半 个小时候将电炉关闭，玻璃试样随炉冷却至室温。热处理将冷却后的玻璃试样重新放入马弗炉，加热温度为450°C，保温时间为6小时。保 温结束后，将马弗炉关闭，玻璃试样随炉冷却至室温。实验结果所得到的玻璃试样经切割、表面研磨、抛光处理后做荧光性能测试以及色坐标计算。测试及计算结果见表2.表2实施例1玻璃的荧光性能和色坐标计算结果 实施例2-6在下述各实施例中，玻璃的制备方法同实施例1，所采用的不同玻璃组成的荧光性 能测试及色坐标计算结果分别列于表3和表4.表3实施例2-6的玻璃组成(mol % ) 表4实施例2-6玻璃的荧光性能和密度测试结果权利要求一种白光玻璃，其特征在于，所述的玻璃包括如下组分及含量(含量以摩尔百分比计算)P2O510-90RO0-50SnO20-10MnO0-10其中R＝Ca，Sr，Ba2.制备权利要求1所述玻璃的方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤A)玻璃配合料的制备将原料按照权利要求1所述的组成及含量经充分混合后制得玻璃配合料；B)配合料的熔制将由步骤(a)制得的玻璃配合料置于刚玉坩埚中熔化，熔化温度为1200-1300°C，熔化 时间为1-3小时，将熔化的玻璃液倒入模具内固化成型，将成型后的玻璃移到马弗炉内，在 450°C左右保温半个小时，冷却后得到玻璃试样C)热处理将由步骤(b)制得的玻璃试样重新放入马弗炉，在温度为350-550°C，保温3-10小时， 冷却后得到本专利技术所述的白光玻璃。3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，其中步骤(b)中所用模具预热至450°C 左右，马弗炉预先升温至450 °C左右。全文摘要，本专利技术涉及以氧化锡和氧化锰为发光中心的白光玻璃及其制备方法。白光照明在日常生产生活中具有举足轻重的作用，但现有的白光照明效率低，工艺复杂，难以小型化。在这种情况下，白光玻璃的研究得到了重视，这是因为白光玻璃的制备简单，发光效率高，色温易调节等有点。目前，研究较多的是掺杂稀土的白光玻璃，但是稀土发光在高浓度时会产生猝灭，而且其发光峰位会随使用时间产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种白光玻璃，其特征在于，所述的玻璃包括如下组分及含量（含量以摩尔百分比计算）：Ｐ↓［２］Ｏ↓［５］：１０－９０ＲＯ：０－５０ＳｎＯ↓［２］：０－１０ＭｎＯ：０－１０其中Ｒ＝Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈策，严祁祺，杨云霞，陈国荣，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]