專利名稱：一種銪離子和錳離子共摻雜的氟氧鈦酸鹽微晶玻璃的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種銪離子和錳離子共摻雜的氟氧鈦酸鹽熒光微晶玻璃及其制備方法，屬于化學(xué)材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
全固態(tài)白光發(fā)射二極管(light emitting diode,LED)作為新型照明光源,具有節(jié)能、穩(wěn)定、環(huán)保等諸多方面的優(yōu)勢(shì)。因此發(fā)展半導(dǎo)體照明有利于結(jié)局能源危機(jī)和原有白熾燈和節(jié)能燈中存在的環(huán)境問題。白光LED實(shí)現(xiàn)的方式建立在紅綠藍(lán)三基色芯片與各類熒光粉成功的研發(fā)基礎(chǔ)上。目前常見的白光LED主要有使用GaN基藍(lán)光發(fā)光二極管搭配發(fā)射黃 色熒光粉產(chǎn)生白色發(fā)光；三基色芯片的混合實(shí)現(xiàn)白色發(fā)光；藍(lán)色LED芯片上涂覆紅色和綠色熒光粉實(shí)現(xiàn)白光發(fā)射；近紫外光(380 410 nm) InGaN管芯激發(fā)三基色熒光粉實(shí)現(xiàn)白光發(fā)射。近年來，關(guān)于白光LED的報(bào)道屢見不鮮，大多是針對(duì)如何提高紅光部分的色純度等問題來提出的，而且主要集中在對(duì)晶體粉末材料的研究，但是在實(shí)際應(yīng)用中晶體粉末材料存在老化、亮度下降、壽命短等問題。因此有很多研究者提出采用稀土摻雜的玻璃材料代替白光LED用熒光粉材料，保證了熒光材料的穩(wěn)定性，但是玻璃材料發(fā)光強(qiáng)度弱，光轉(zhuǎn)化效率低等問題，也促使研究者針對(duì)這一問題，展開對(duì)氧化物微晶玻璃材料研究來實(shí)現(xiàn)白光發(fā)射，但是氧化物微晶玻璃與氟化物微晶相比較聲子能量相對(duì)較高，無輻射躍遷幾率增大，導(dǎo)致光轉(zhuǎn)化效率低。為此，開發(fā)出一種兼具晶體材料良好發(fā)光性能和玻璃材料優(yōu)異的穩(wěn)定性并且具有高光轉(zhuǎn)化效率的熒光材料勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在于提供一種銪離子和錳離子共摻雜的氟氧化鈦酸鹽微晶玻璃的制備方法，該方法得到的熒光微晶玻璃具有晶體材料良好的發(fā)光性能和玻璃材料優(yōu)異的穩(wěn)定性并且具有高的光轉(zhuǎn)化效率。本發(fā)明通過下列技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種銪離子和錳離子共摻雜的氟氧鈦酸鹽熒光微晶玻璃，由下列摩爾百分比的組分組成
SiO220 40mol%
Al2O3O 20mol%
TiO23 20mol%
RO10 30mol%
RF215 30mol%
Eu2O3O.1 5mol%
MnCO3O. 5 10mol% ；
其中，RO為Mg0、Ca0、Ba0、Pb0中的任意一種或者幾種，RF2為MgF2、CaF2、BaF2、PbF2中的一種或者幾種。一種銪離子和錳離子共摻雜的氟氧鈦酸鹽熒光微晶玻璃的制備方法，經(jīng)過下列各步驟
(1)按下列摩爾百分比的組分備料，然后混合均勻
SiO220 40mol%
Al2O3O 20mol%
TiO23 20mol%
RO10 30mol%
RF215 30mol%
Eu2O3O.1 5mol%
MnCO3O. 5 10mol% ；
其中，RO為Mg0、Ca0、Ba0、Pb0中的任意一種或者幾種，RF2為MgF2、CaF2、BaF2、PbF2中的一種或者幾種；
(2)將步驟(I)的混合料在1100 140(TC下保溫15 60分鐘，使原料熔融成液態(tài)，然后澆鑄到不銹鋼平板上并壓平，得到玻璃；
(3)將步驟(2)得到的玻璃轉(zhuǎn)移到退火爐中400 700°C退火處理I 12小時(shí)，以1°C/min的速度冷卻到室溫，得到銪離子和錳離子共摻雜的氟氧鈦酸鹽熒光微晶玻璃。本發(fā)明與現(xiàn)有的近紫外LED激發(fā)的熒光體料相比，具有如下突出的優(yōu)點(diǎn)所得玻璃化學(xué)穩(wěn)定性好，制備所需原料少，制備方法簡(jiǎn)單。可以被紫外和藍(lán)光有效激發(fā)，發(fā)射出從波長范圍400nm至700nm,中心峰位于445nm和613nm左右的寬帶可見突光。該玻璃可與近紫外管芯發(fā)光二極管匹配，有望用于白光LED用或者節(jié)能燈用。


圖1為實(shí)施例1制備的銪離子和錳離子共摻雜的氟氧鈦酸鹽微晶玻璃的X射線衍射圖；(其中a為的標(biāo)準(zhǔn)卡片譜線，b為實(shí)例I制備的樣品譜圖)。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但這些實(shí)例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1
(1)按下列摩爾百分比的組分備料，然后混合均勻
SiO230mol%
Al2O39mol%
TiO215mol%
CaO2OmoI%
CaF22 Omo I %
Eu2O3Imo 1%
MnCO35mol% ；
(2)將步驟(I)的混合料在1150°C下保溫40分鐘，使原料熔融成液態(tài)，然后澆鑄到不銹鋼平板上并壓平，得到玻璃；
(3)將步驟(2)得到的玻璃轉(zhuǎn)移到退火爐中625°C退火處理6小時(shí)，以l°C/min的速度冷卻到室溫，得到銪離子和錳離子共摻雜的氟氧鈦酸鹽熒光微晶玻璃30Si02-9Al203-15Ti02_20Ca0_20CaF2_lEu203_5MnC03。實(shí)施例2
(O按下列摩爾百分比的組分備料，然后混合均勻
SiO228mol%
Al2O312mol%
TiO212mol%
PbO20mol%
PbF222mol%
Eu2O32mol%
MnCO34mol% ；
(2)將步驟(I)的混合料在1200°C下保溫35分鐘，使原料熔融成液態(tài)，然后澆鑄到不銹鋼平板上并壓平，得到玻璃；
(3)將步驟(2)得到的玻璃轉(zhuǎn)移到退火爐中350°C退火處理2小時(shí)，以l°C/min的速度冷卻到室溫，得到銪離子和錳離子共摻雜的氟氧鈦酸鹽熒光微晶玻璃28Si02-12Al203-12Ti02-20Pb0-22PbF2-2Eu203-4MnC03。實(shí)施例3
(O按下列摩爾百分比的組分備料，然后混合均勻
SiO225mol%
Al2O315mol%
TiO212mol%
CaO18mol%
CaF222mol%
Eu2O32mol%
MnCO36mol% ；
(2)將步驟(I)的混合料在1300°C下保溫40分鐘，使原料熔融成液態(tài)，然后澆鑄到不銹鋼平板上并壓平，得到玻璃；
(3)將步驟(2)得到的玻璃轉(zhuǎn)移到退火爐中610°C退火處理3小時(shí)，以l°C/min的速度冷卻到室溫，得到銪離子和錳離子共摻雜的氟氧鈦酸鹽熒光微晶玻璃25Si02-15Al203-12Ti02_18Ca0_22CaF2_2Eu203_6MnC03。實(shí)施例4
(O按下列摩爾百分比的組分備料，然后混合均勻
SiO220mol%
Al2O32 Omo I %
TiO220mol%
MgOIOmoI%
BaF215mol%Eu2O35mol%
MnCO310mol% ；
(2)將步驟(I)的混合料在1400°C下保溫15分鐘，使原料熔融成液態(tài)，然后澆鑄到不銹鋼平板上并壓平，得到玻璃；
(3)將步驟(2)得到的玻璃轉(zhuǎn)移到退火爐中400°C退火處理12小時(shí)，以l°C/min的速度冷卻到室溫，得到銪離子和錳離子共摻雜的氟氧鈦酸鹽熒光微晶玻璃20Si02-20Al203-20TiO2-1 OMgO-15BaF2-5Eu203-1 OMnCO3。實(shí)施例5
(O按下列摩爾百分比的組分備料，然后混合均勻
SiO240mol%
TiO23mol%
BaO3OmoI%
MgF226.4mol%
Eu2O3O.1mo 1%
MnCO3O. 5mol% ；
(2)將步驟(I)的混合料在1100°C下保溫60分鐘，使原料熔融成液態(tài)，然后澆鑄到不銹鋼平板上并壓平，得到玻璃；
(3)將步驟(2)得到的玻璃轉(zhuǎn)移到退火爐中700°C退火處理I小時(shí)，以l°C/min的速度冷卻到室溫，得到銪離子和錳離子共摻雜的氟氧鈦酸鹽熒光微晶玻璃40Si02-3Ti02-30Ba0-26. 4MgF2-0.1Eu2O3-O. 5MnC03。實(shí)施例6
(O按下列摩爾百分比的組分備料，然后混合均勻
SiO225mol%
Al2O33mol%
TiO215mol%
MgOIOmoI%
BaO12mol%
CaF215mol%
BaF215mol%
Eu2O31. 5mol%
MnCO33. 5mol% ；
(2)將步驟(I)的混合料在1400°C下保溫25分鐘，使原料熔融成液態(tài)，然后澆鑄到不銹鋼平板上并壓平，得到玻璃；
(3)將步驟(2)得到的玻璃轉(zhuǎn)移到退火爐中450°C退火處理10小時(shí)，以l°C/min的速度冷卻到室溫，得到銪離子和錳離子共摻雜的氟氧鈦酸鹽熒光微晶玻璃25Si02-3Al203-15TiO2-1OMgO-12Ba0-15CaF2-15BaF2-1. 5Eu203_3. 5MnC03。
權(quán)利要求
1.一種銪離子和錳離子共摻雜的氟氧鈦酸鹽熒光微晶玻璃，其特征在于由下列摩爾百分比的組分組成SiO220 40mol%Al2O3O 20mol%TiO23 20mol%RO10 30mol%RF215 30mol%Eu2O3O.1 5mol%MnCO,O. 5 I Omo I % ；其中，RO為Mg0、Ca0、Ba0、Pb0中的任意一種或者幾種，RF2為MgF2、CaF2、BaF2、PbF2中的一種或者幾種。
2.一種銪離子和錳離子共摻雜的氟氧鈦酸鹽熒光微晶玻璃的制備方法，其特征在于經(jīng)過下列各步驟(O按下列摩爾百分比的組分備料，然后混合均勻SiO220 40mol%Al2O3O 20mol%TiO23 20mol%RO10 30mol%RF215 30mol%Eu2O3O.1 5mol%MnCO,O. 5 I Omo I % ；其中，RO為Mg0、Ca0、Ba0、Pb0中的任意一種或者幾種，RF2為MgF2、CaF2、BaF2、PbF2中的一種或者幾種；(2)將步驟(I)的混合料在1100 140(TC下保溫15 60分鐘，使原料熔融成液態(tài)， 然后澆鑄到不銹鋼平板上并壓平，得到玻璃；(3)將步驟(2)得到的玻璃轉(zhuǎn)移到退火爐中400 700°C退火處理I 12小時(shí)，以1°C/ min的速度冷卻到室溫，得到銪離子和錳離子共摻雜的氟氧鈦酸鹽熒光微晶玻璃。
全文摘要
本發(fā)明提供一種銪離子和錳離子共摻雜的氟氧鈦酸鹽熒光微晶玻璃及其制備方法，由下列摩爾百分比的組分組成SiO220～40mol%、Al2O30～20mol%、TiO23～20mol%、RO10～30mol%、RF215～30mol%、Eu2O30.1～5mol%、MnCO30.5～10mol%；將混合料在1100～1400℃下保溫15～60分鐘，使原料熔融成液態(tài)，然后澆鑄到不銹鋼平板上并壓平，得到玻璃；轉(zhuǎn)移到退火爐中400～700℃退火處理1～12小時(shí)，以1oC/min的速度冷卻到室溫，得到銪離子和錳離子共摻雜的氟氧鈦酸鹽熒光微晶玻璃。所得玻璃化學(xué)穩(wěn)定性好，制備所需原料少，制備方法簡(jiǎn)單。可以被紫外和藍(lán)光有效激發(fā)，發(fā)射出從波長范圍400nm至700nm，中心峰位于445nm和613nm左右的寬帶可見熒光。該玻璃可與近紫外管芯發(fā)光二極管匹配，有望用于白光LED用或者節(jié)能燈用。
文檔編號(hào)C03C4/12GK102992617SQ201210537569
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者邱建備, 王榮飛, 周大成, 楊正文, 宋志國, 尹兆益 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)