掺杂单质银的稀土离子发光玻璃及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种掺杂单质银的稀土离子发光玻璃及其制备方法。发光玻璃是以下化学式的物质：aSiO2·bAl2O3·cCaO·dNaF·eCaF2·xEuF3·yAg2O。制备方法是以SiO2、Al2O3、CaCO3、NaF、CaF2、EuF3和AgNO3为原料，先将原料在1200～1500℃下熔化0.5～3小时，熔体倒入模具成型；然后在还原气氛下于300～550℃保温0.5～5小时；接着去除还原气氛再升温至550～800℃保温处理1～5小时，最后冷却到室温即得发光玻璃。本发明专利技术发光玻璃发光强度高、发光效率高。制备方法的工艺简单、操作方便、易控制、制备出的产品具有较高的发光强度和较高的发光效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于发光材料
，涉及一种发光玻璃及其制备方法，尤其涉及一种。
技术介绍
随着半导体照明技术(LED)的发展，以第三代半导体材料氮化镓为代表的新光源逐渐走进了我们的日常生活。在同等亮度下，半导体照明光源耗电量仅为普通白炽灯的 1/10，寿命可以达到10万小时以上。作为新型的照明技术，LED具有节能、绿色环保、应用灵活等诸多优点，可以广泛应用于各种指示、显示、装饰、背光源及普通照明等领域。目前商业化的大部分白光LED照明器件采用的是蓝光LED芯片配合受蓝光激发能够发出黄光或绿、 橙光的荧光粉。这类荧光粉具有较高的发光效率，并且制备方法成熟。但是，这种方法制作的光源器件具有以下缺陷(1)用于封装的环氧树脂易老化，器件寿命降低；( 工艺复杂， 成本较高；(3)色坐标不稳定，白光易漂移等。相比于粉体材料，在蓝紫光激发下能够实现发光的玻璃则具有显著的优点(1) 具有良好的透光性；( 良好的化学稳定性和热稳定性；C3)制备工艺简单，成本低廉；(4) 容易制成大块及不同形状；( 可以替代环氧树脂，由于这些特点，能够实现高性能发光的玻璃非常适合作为LED照明领域的发光介质材料。但是，由于玻璃的网络结构紧凑，稀土离子在玻璃网络中的固溶度较低；另外玻璃的声子能量较高，导致掺杂的稀土离子的无辐射复合几率很大，极大的降低了稀土离子的辐射复合几率，从而导致了稀土离子在玻璃中发光强度很弱，甚至不发光。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术中现有的发光玻璃存在发光强度弱的缺陷，提供一种发光强度高、发光效率高的掺杂单质银的稀土离子发光玻璃。本专利技术进一步要解决的技术问题在于，提供一种工艺简单、操作方便、易控制、制备出的产品具有较高的发光强度和较高的发光效率的掺杂单质银的稀土离子发光玻璃。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是—种掺杂单质银的稀土离子发光玻璃，是以下化学式的物质 aSi02 · bAl203 · cCaO · d NaF · eCaF2 · XEuF3 · yA&0，其中 a、b、c、d、e、χ、y 为摩尔份数，它们的取值范围分别为a为25 50、b为15 30、c为0 10、d为0 15、e为5 30、 χ 为 0. 01 l、y 为 0. 01 1。所述的掺杂单质银的稀土离子发光玻璃中，所述a、b、C、d、e、X、y的取值范围分别为a为35 50、b为20 30、c为 5、d为5 10、e为10 20、χ为0. 1 1、y为 0. 1 1。掺杂单质银的稀土离子发光玻璃的制备方法，包括以下步骤(1)、以 SiO2, A1203、CaCO3> NaF、CaF2, EuF3 和 AgNO3 为原料，按照化学式aSi02 · bAl203 · cCaO · d NaF · eCaF2 · XEuF3 · yAg20中各元素之间的摩尔比例称取原料，混合均勻，其中a、b、C、d、f、x、y为摩尔份数，它们的取值范围分别为a为25 50、b为15 30、c 为 0 10、d 为 0 15、e 为 5 30、x 为 0. 01 l、y 为 0. 01 1 ；(2)、将混合均勻后的原料在1200 1500°C下保温熔化0. 5 3小时，熔化后的玻璃熔体倒入模具成型；(3)、成型后的玻璃在还原气氛下，加热至300 550°C保温0. 5 5小时进行第一次退火处理；(4)、接着去除还原气氛再升温至550 800°C保温处理1 10小时进行第二次退火处理，最后冷却到室温，即可制备出发光玻璃。所述的掺杂单质银的稀土离子发光玻璃的制备方法，所述步骤(1)中，所述a、b、 c、d、e、χ、y的取值范围分别为a为35 50、b为20 30、c为0 5、d为5 10、e为 10 20、χ 为 0. 1 l、y 为 0. 01 1。所述的掺杂单质银的稀土离子发光玻璃的制备方法，所述步骤O)中，将混合均勻后的原料倒入刚玉坩埚或钼金坩埚中，然后将装好物料的刚玉坩埚或钼金坩埚加盖后放入高温箱式炉中在1300 1400°C下保温熔化1 2小时，熔化后的玻璃熔体倒入铸铁模上成型。所述的掺杂单质银的稀土离子发光玻璃的制备方法，所述步骤(3)中，成型后的玻璃在还原气氛下，加热至400 500°C保温1 4小时进行第一次退火处理。所述的掺杂单质银的稀土离子发光玻璃的制备方法，所述步骤中，在第一次退火处理后，去除还原气氛再升温至600 700°C保温处理2 4小时进行第二次退火处理，最后冷却到室温，即可制备出发光玻璃。所述的掺杂单质银的稀土离子发光玻璃的制备方法，所述的还原气氛为氢气、氢气和氮气的混合气体、一氧化碳形成的气氛。所述的掺杂单质银的稀土离子发光玻璃的制备方法，所述原料的纯度都不低于分析纯。本专利技术的掺杂单质银的稀土离子发光玻璃由于在稀土离子发光玻璃中引入了 Ag 单质，使得Ag单质与玻璃中的稀土离子作用，大大提高了发光玻璃的发光效率和发光强度。相对于没有引入了 Ag单质的稀土离子发光玻璃，本专利技术的发光效率能提高80%以上。本专利技术的掺杂单质银的稀土离子发光玻璃的制备方法中，首先在第一步玻璃原料直接加入Ag+离子，通过熔制过程中在玻璃中引入Ag+离子，然后再将成型的玻璃在还原气氛中进行第一退火处理，使掺杂在玻璃中的Ag+还原成金属Ag单质粒子，最后通过合适的第二退火处理工艺控制Ag单质粒子的形貌和大小，使之与稀土离子之间发生相互作用，从而使得稀土离子的发光增强。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中图1是实施例5掺杂Ag+的发光玻璃的发射光谱和未掺杂Ag+的发光玻璃的发射光谱的对比图；图2是实施例6掺杂Ag+的发光玻璃的发射光谱和未掺杂Ag+的发光玻璃的发射光谱的对比图。上述发光光谱是以岛津RF-5301PC光谱仪为检测器分析得出。 具体实施例方式实施例1、掺杂单质银的稀土离子发光玻璃为以下化学式的物质25 -30A1A · IOCaO · 15NaF · 20CaF2 · 0. OlEuF3 · IAg2O制备方法分别称取二氧化硅(SiO2) 6. 15g、氧化铝(Al2O3) 12. 54g,碳酸钙 (CaCO3) 4. lg、氟化钠(NaF) 2. 58g、氟化钙(CaF2) 6. 4g、氟化铕(EuF3) 0. 006g 和硝酸银 (AgNO3) 1. 39g。将称量好的原料在研钵中研磨混合均勻后，装入刚玉坩埚中，然后将装好原料的带盖的刚玉坩埚放入高温箱式炉中1200°C熔化，保温3小时后将玻璃熔体倒入铸铁模上，压制成透明玻璃，再将玻璃置于退火炉中，95%N2+5%H2还原气氛下升温到550°C，保温 5小时后，关掉95% N2+5% H2气体然后升温到700°C保温2小时关掉炉子，随炉冷却至室温， 即可制备出组分为:25Si02 · 30A1203 · IOCaO · 15NaF · 20CaF2 · 0. OlEuF3 · IAg2O 的发光玻^^ ο实施例2、掺杂单质银的稀土离子发光玻璃为以下化学式的物质50Si02 · 15A1203 · 15NaF · 20CaF2 · IEuF3 · 0. OlAg2O制备方法分别称取二氧化硅(SiO2) 1本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种掺杂单质银的稀土离子发光玻璃，其特征在于，是以下化学式的物质：ａＳｉＯ２·ｂＡｌ２Ｏ３·ｃＣａＯ·ｄ　ＮａＦ·ｅＣａＦ２·ｘＥｕＦ３·ｙＡｇ２Ｏ，其中ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｘ、ｙ为摩尔份数，它们的取值范围分别为：ａ为２５～５０、ｂ为１５～３０、ｃ为０～１０、ｄ为０～１５、ｅ为５～３０、ｘ为０．０１～１、ｙ为０．０１～１。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周明杰，马文波，翁方轶，
申请(专利权)人：海洋王照明科技股份有限公司，深圳市海洋王照明技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94