專利名稱：一種無機(jī)硼硅酸鹽發(fā)光玻璃及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種無機(jī)硼硅酸鹽發(fā)光玻璃 及其制備方法。
技術(shù)背景自從美國(guó)康寧公司首次制成含鑭、釷、鉭等高折射、低散射的新型光學(xué) 玻璃以后，稀土光學(xué)玻璃獲得了很快的發(fā)展，通過稀土離子的摻雜可以制得不同用途的特種玻璃。日本的J. Qiu和K. Hirao等報(bào)道了長(zhǎng)余輝發(fā)光玻璃的 光存儲(chǔ)性能，這在國(guó)內(nèi)外引起高度重視。更為引人注目的是發(fā)光玻璃在飛秒 激光作用下的新現(xiàn)象，用飛秒激光照射含稀土離子的玻璃，觀察到長(zhǎng)余輝現(xiàn) 象。由于長(zhǎng)余輝發(fā)光玻璃獨(dú)特的透明性，其不僅可用于多晶粉體所應(yīng)用的各 個(gè)領(lǐng)域，在激光、光學(xué)放大器、光通訊、儲(chǔ)能和顯示等光電子光技術(shù)領(lǐng)域也 有潛在的應(yīng)用價(jià)值。由于玻璃的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是近有序而長(zhǎng)程無序，稀土離子在 玻璃中的摻雜量可相對(duì)較高，由于玻璃的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，往往玻璃的發(fā)光都很均 勻。但是，目前合成的發(fā)光玻璃主要為稀土離子摻雜的硅酸鹽玻璃或硼硅酸 鋅玻璃，且亮度不高。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種無機(jī)硼硅酸鹽發(fā)光玻璃，它發(fā)光效率高，制 備方法簡(jiǎn)單，成本低廉。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術(shù)方案是一種無機(jī)硼硅酸鹽發(fā)光玻璃，特點(diǎn)在于該玻璃采用Mg0、 Si02、 Eu(N03)3 或EuCl3或Eu203、貼03為原料，將其混合后，加入去離子水，混合均勻，加 熱、研磨至粉末，然后干燥、煅燒而得；其一般式為 mM 。-x) 0 nSi 0 2 1 B203 : Eu,其中x= 0.002 0. 026;m= 35. 5 45%; n= 20 35. 5%; 1 = 29 40%; M表示金屬鎂。一種制備上述發(fā)光玻璃的方法，特點(diǎn)是取MgO、 Si02及HaB03按上述式 中的劑量比例混合，加入占氧化鎂質(zhì)量0. 2 2. 6%的Eu (N03) 3或EuCl3或Eu203 進(jìn)行混合，再加入能將其混合物分散量的去離子水，混合均勻，邊加熱邊研 磨至粉末狀，放入烘箱中于80 100'C下干燥10 24小時(shí)，再在高溫爐中以 活性碳或N廠&還原，于1200 1600。C恒溫煅燒4 6小時(shí)，得目標(biāo)產(chǎn)物。本發(fā)明發(fā)光均勻、亮度高，且發(fā)射光譜的范圍大可以從藍(lán)紫光，藍(lán) 光到藍(lán)綠光；且制備方法簡(jiǎn)單。


圖1、圖3、圖5、圖7、圖9、圖11、圖13、圖15為本發(fā)明不同實(shí)施 例的發(fā)射光譜2、圖4、圖6、圖8、圖IO、圖12、圖14、圖16為本發(fā)明不同實(shí)施 例的激發(fā)光譜圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例1MgO 2. 0152 g、 H3B03 5 . 07 1 4 g、 0. 100mol/l的Eu(N03)3溶液1. OOml、 Si02 3. 0052g稱取上述物質(zhì)，加入20ml去離子水(作為溶劑)混合均勻，邊加熱(促 進(jìn)溶劑的揮發(fā))邊研磨至粉末狀；將混合物放入烘箱中于100 。C下干燥10 小時(shí)，再在高溫爐中以活性碳還原氣氛還原，于120(TC恒溫煅燒4小時(shí)，得 35. 5%M (卜x) 0 35. 5%Si02 29%B203 : Eu2+ ,2發(fā)光玻璃。
本實(shí)施例所得發(fā)光玻璃，可被254 450nm波長(zhǎng)范圍的可見光很好地激 發(fā)，在330nm紫外光激發(fā)下，發(fā)光顏色呈現(xiàn)明亮的藍(lán)紫色，亮度高，測(cè)發(fā)射 光譜(附圖1)與激發(fā)光譜(附圖2)，發(fā)射主峰波長(zhǎng)位于434 nm左右。 實(shí)施例2MgO 2. 0156g、 H3B03 5. 0716g、 0. 100mol/l的Eu203 0 . 08 80g 、 Si02 3. 0054g稱取上述物質(zhì)，加入25ml去離子水(作為溶劑)混合均勻，邊加熱(促 進(jìn)溶劑的揮發(fā))邊研磨至粉末狀；將混合物放入烘箱中于IO(TC下干燥10 小時(shí)，再在高溫爐中以活性碳還原氣氛還原，于120(TC恒溫煅燒4小時(shí)，得 35. 5%M (1—x) 0 35. 5%Si02 29%B203 : Eu2+。.。 5發(fā)光玻璃。本實(shí)施例所得發(fā)光玻璃，可被254 450nm波長(zhǎng)范圍的可見光很好地激 發(fā)，在346nm紫外光激發(fā)下，發(fā)光顏色呈現(xiàn)明亮的藍(lán)紫色，亮度高，測(cè)發(fā)射 光譜(附圖3)與激發(fā)光譜(附圖4)，發(fā)射主峰波長(zhǎng)位于446 nm左右。 實(shí)施例3MgO 2. 0155g、貼03 5 . 07 1 3g、 0. 100mol/l的Eu(NO丄溶液3.80 ml、 Si02 3.0055g稱取上述物質(zhì)，加入20ml去離子水(作為溶劑)混合均勻，邊加熱(促 進(jìn)溶劑的揮發(fā))邊研磨至粉末狀；將混合物放入烘箱中于100 。C下干燥10 小時(shí)，再在高溫爐中以活性碳還原氣氛還原，于120(TC恒溫煅燒4小時(shí)，得 35. 5%Mg(1—x) 0 35. 5%Si02 29%3B203: Eu。.。。？發(fā)光材料。本實(shí)施例所得發(fā)光玻璃，可被254 450nm波長(zhǎng)范圍的可見光很好地激 發(fā)，在349nm紫外光激發(fā)下，發(fā)光顏色呈現(xiàn)明亮的藍(lán)色，亮度高，測(cè)發(fā)射光 譜(附圖5)與激發(fā)光譜(附圖6)，發(fā)射主峰波長(zhǎng)位于452 nm左右。
Mg0 2. 0154g、 H3B03 5. 0718g、 0. 100mol/l的Eu(圖3)3溶液12.8 ml、 Si02 3.0053g稱取上述物質(zhì)，加入15 ml去離子水(作為溶劑)混合均勻，邊加熱(促 進(jìn)溶劑的揮發(fā))邊研磨至粉末狀；將混合物放入烘箱中于IO(TC下干燥10 小時(shí)，再在高溫爐中以活性碳還原氣氛還原，于160(TC恒溫煅燒4小時(shí)，得 35. 5%M (1—x) 0 35. 5%Si02 29%B203 : Eu2+。. 26發(fā)光玻璃。本實(shí)施例所得發(fā)光玻璃，可被254 450nm波長(zhǎng)范圍的可見光很好地激 發(fā)，在443nm紫外光激發(fā)下，發(fā)光顏色呈現(xiàn)的藍(lán)綠色，亮度高，測(cè)發(fā)射光譜(附圖7)與激發(fā)光譜(附圖8)，發(fā)射主峰波長(zhǎng)位于505 mn左右。 實(shí)施例5MgO 2. 0154g、H3B034, 1224g、 0. 100mol/l的Eu(腦3)3溶液2. 5 ml、 Si02 L 6688g稱取上述物質(zhì)，加入25ml去離子水(作為溶劑)混合均勻，邊加熱(促 進(jìn)溶劑的揮發(fā))邊研磨至粉末狀；將混合物放入烘箱中于100 。C下干燥15 小時(shí)，再在高溫爐中以活性碳還原氣氛還原，于130(TC恒溫煅燒4小時(shí)，得 45%Mg(1-x) 0 25%Si02 30。/。B203 :Eu2+。，5發(fā)光玻璃。本實(shí)施例所得發(fā)光玻璃，可被254 450nm波長(zhǎng)范圍的可見光很好地激 發(fā)，在359nm紫外光激發(fā)下，發(fā)光顏色呈現(xiàn)明亮的藍(lán)色，亮度高，測(cè)發(fā)射光 譜(附圖9)與激發(fā)光譜(附圖10)，發(fā)射主峰波長(zhǎng)位于463 nm左右。 實(shí)施例6MgO 2. 0154g、 H肌4. 1226g、 0. 100mol/l的Eu(NO》3溶液7. 50 ml 、 Si02 1.6686g
稱取上述物質(zhì)，加入20ml去離子水(作為溶劑)混合均勻，邊加熱(促 進(jìn)溶劑的揮發(fā))邊研磨至粉末狀；將混合物放入烘箱中于100 'C下干燥24 小時(shí)，再在高溫爐中以活性碳還原氣氛還原，于130(TC恒溫煅燒4小時(shí)，得 45%Mg?！獂) 0 25%Si02 30%B203: Eu2+().(,15發(fā)光玻璃。本實(shí)施例所得發(fā)光玻璃，可被254 450nm波長(zhǎng)范圍的可見光很好地激 發(fā)，在421nm紫外光激發(fā)下，發(fā)光顏色呈現(xiàn)明亮的藍(lán)綠色，亮度高，觀撥射 光譜(附圖ll)與激發(fā)光譜(附圖12)，發(fā)射主峰波長(zhǎng)位于490nm左右。 實(shí)施例7MgO 2. 0152g、 H3B034. 1225g、 0. 100mol/l的EuC:U溶液10. 0 ml、 Si02 1. 6686g稱取上述物質(zhì)，加入約20 ml去離子水(作為溶劑)混合均勻，邊加熱 (促進(jìn)溶劑的揮發(fā))邊研磨至粉末狀；將混合物放入烘箱中于10(TC下干燥 24小時(shí)，再在高溫爐中以活性炭還原氣氛還原，于130(TC恒溫煅燒4小時(shí)， 得Mg (1—x) 045% Si0225% B20330%: Eu2+Q.Q2。發(fā)光玻璃。本實(shí)施例所得發(fā)光玻璃，可被254 450nm波長(zhǎng)范圍的可見光很好地激 發(fā)，在428nm紫外光激發(fā)下，發(fā)光顏色呈現(xiàn)明亮的藍(lán)綠色，亮度高，測(cè)發(fā)射 光譜(附圖13)與激發(fā)光譜(附圖14)，發(fā)射主峰波長(zhǎng)位于492 nm左右。 實(shí)施例8MgO 2. 0152g、H3B036. 1836g、 0. 100mol/l的Eu(NO丄溶液2. 5 ml、 Si02 1. 5026g稱取上述物質(zhì)，加入20ml去離子水(作為溶劑)混合均勻，邊加熱(促 進(jìn)溶劑的揮發(fā))邊研磨至粉末狀；將混合物放入烘箱中于8(TC下干燥24小 時(shí)，再在高溫爐中以N廠H2還原氣氛還原，于1300。C恒溫煅燒6小時(shí)，得40%Mg(n) 0 20%Si02 400/oB203 :Eu2+o.oo5發(fā)光玻璃。本實(shí)施例所得發(fā)光玻璃，可被254 450nm波長(zhǎng)范圍的可見光很好地激發(fā)， 在365nm紫外光激發(fā)下，發(fā)光顏色呈現(xiàn)明亮的藍(lán)色，亮度高，測(cè)發(fā)射光譜(附 圖15)與激發(fā)光譜(附圖16)，發(fā)射主峰波長(zhǎng)位于454 nm左右。
權(quán)利要求
1、一種無機(jī)硼硅酸鹽發(fā)光玻璃，其特征在于該玻璃采用MgO、SiO2、Eu(NO3)3或EuCl3或Eu2O3、H3BO3為原料，將其混合后，加入去離子水，混合均勻，加熱、研磨至粉末，然后干燥、煅燒而得；其一般式為mM(1-x)O·nSiO2·l B2O3:Eu2+x其中x＝0.002～0.026；m＝35.5～45％；n＝20～35.5％；l＝29～40％；M表示金屬鎂。
2、 一種制備權(quán)利要求1所述發(fā)光玻璃的方法，其特征在于取MgO、 Si02 及H3B03按上述式中的劑量比例混合，加入占氧化鎂質(zhì)量0. 2 2. 6y。的Eu(N()3)3 或EuCl3或Eu203進(jìn)行混合，再加入能將其混合物分散量的去離子水，混合均 勻，邊加熱邊研磨至粉末狀，放入烘箱中于80 10(TC下干燥10 24小時(shí)， 再在高溫爐中以活性碳或N廠H2還原，于1200 1600'C恒溫煅燒4 6小時(shí)， 得目標(biāo)產(chǎn)物。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無機(jī)硼硅酸鹽發(fā)光玻璃，特點(diǎn)在于該玻璃采用MgO、SiO₂、Eu(NO₃)₃或EuCl₃或Eu₂O₃、H₃BO₃為原料，將其混合后，加入去離子水，混合均勻，加熱、研磨至粉末，然后干燥、煅燒而得；其一般式為mM_(1-x)O·nSiO₂·lB₂O₃:Eu²⁺_x。本發(fā)明發(fā)光均勻、亮度高，且發(fā)射光譜的范圍大，可以從藍(lán)紫光，藍(lán)光到藍(lán)綠光；并且制備方法簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)C03C3/068GK101209894SQ20071017277
公開日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2007年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者曹麗梅, 強(qiáng) 李 申請(qǐng)人:華東師范大學(xué)