高硅氧發蘭光玻璃的制造方法技術

一種高硅氧發蘭光玻璃的制造方法，其特征是將高硅氧多孔玻璃浸入含銪離子的酸溶液或者有機溶液中，再在還原氣氛的條件下經過１０５０℃以上高溫的燒結而成。實驗表明本發明專利技術可進一步提高銪離子的摻雜濃度，消除玻璃的淺黃色發光，并且使玻璃的發光波長往短波方向移動，提高蘭色發光的強度。

Method for producing high silica transparent glass

A manufacturing method of high silica blue light glass, which is characterized in high silica acid solution containing europium ion in porous glass or organic solution, and in reducing atmosphere conditions after 1050 DEG C high temperature sintering. The experiment shows that the invention can further increase the doping concentration of europium ion, eliminate the light yellow luminescence of glass, and make the luminous wavelength of glass move in short wave direction, and improve the intensity of blue luminescence.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及高硅氧發光玻璃，特別是一種。
技術介紹
氧化物玻璃由于具有良好的透光性、化學穩定性、特別是低成本和容易制成各種形狀等優點，經過有多年的研究，人們一直期待著玻璃發光材料可以成為高效發光玻璃而廣泛地應用于日常生活之中。但是，實驗發現發光離子在玻璃中發光效率遠低于晶體材料，一個重要原因就是這些離子在高溫熔融制備玻璃過程中，容易自發形成群集產生濃度消光。許多稀土離子在氧化物玻璃只有幾百個ppm就開始產生濃度消光。如何解決這個問題，國內外的科學家們已經做了大量的研究，但尚未實現有實用價值的突破。目前為止，僅有含Nd和Er玻璃被用作于激光玻璃和光纖激光器以及光放大器這些特殊的場合。發展新的發光玻璃制備方法，有可能開發出新型的玻璃發光材料，拓寬發光玻璃應用范圍。本專利技術者認為利用玻璃分相方法制備出的具有納米級微孔的多孔玻璃中，其微孔分布均勻，比表面活性大，有利于稀土和過渡金屬等發光離子在玻璃中分散和均勻分布。這種微孔可通過比玻璃熔融溫度低的固相燒成來消除，從而變成密實透明的玻璃。由于沒有高溫熔融過程，稀土和過渡金屬離子遷移困難，難以產生群集的自發行為。根據這一設想，本專利技術者研究制備出一類新型的高效透明發光玻璃(Danping Chen等，Patent NOWO2003024879-A1)；本專利技術者提出了摻釹高硅氧激光玻璃的制造方法(申請號為200410024820.0，申請日20040601)和摻釹高硅氧發蘭光玻璃的制備方法(申請號為200410067896.1，申請日20041105)，具體制備方法是采用SiO2的含量超過95wt％(重量百分比)的多孔玻璃的為基質玻璃，這種多孔玻璃的孔徑為1.0～10納米，小孔占玻璃的體積為23～28％(體積百分數)。通過溶液的浸漬法，將多孔玻璃浸入含稀土離子的水溶液中，經過高溫(1050℃以上)燒結后而制成。這種采用水溶液方法制備的玻璃容易帶有淺黃色或者摻銪離子的濃度低。
技術實現思路
本專利技術的目的是要提供一種，以進一步提高銪離子的摻雜濃度，消除玻璃的淺黃色發光，并且使玻璃的發光波長往短波方向移動，提高蘭色發光強度。本專利技術的技術解決方案如下一種，其特征是將高硅氧多孔玻璃浸入含銪離子的酸溶液或者有機溶液中，再在還原氣氛的條件下經過1050℃以上高溫的燒結而成。該方法的具體制備過程如下①將硝酸銪、氯化銪、或乙酸銪及其它可被硝酸溶液、鹽酸溶液、硫酸溶液、乙醇和丙酮溶液完全溶解，并且高溫下可以完全分解并形成銪離子氧化物的材料溶入上述溶液中，制成摻銪離子的硝酸溶液、鹽酸溶液、硫酸溶液、乙醇溶液或丙酮溶液；②將SiO2含量超過95wt％的高硅氧多孔玻璃浸入所述的溶液中；③將上述摻有銪離子的高硅氧多孔玻璃放入高溫爐，在還原氣氛條件下，經過1050～1200℃溫度的固相燒結，燒結過程中，從室溫到400℃升溫速率＜5℃/每分鐘，從950℃到固相燒結溫度1050～1200℃的升溫速率＜5℃/每分鐘，在固相燒結溫度恒溫時間＞30分鐘，然后關閉高溫爐的電源，讓玻璃隨爐冷卻。本專利技術制備的玻璃在254納米或者是356納米的紫外燈的照射下，在428納米的附近可發出強蘭光。如附圖說明圖1所示，圖1中左邊的兩條曲線代表激發光譜，右邊的兩條曲線代表發光光譜。曲線1(虛線)是以前的方法制備的高硅氧發光玻璃，曲線2(實線)是改用酸溶液后的高硅氧發光玻璃，在同樣的測試條件下，曲線2的發光強度明顯增強，同時發光波長和激發波長均往短波長方向移動。說明本專利技術可進一步提高銪離子的摻雜濃度，消除玻璃的淺黃色發光，并且使玻璃的發光波長往短波方向移動，提高蘭色發光強度。具體實施例方式以下通過實施例對本專利技術作進一步說明，但不應以此限制本專利技術的保護范圍。實施例1將分解后相當于0.03～0.5g的EuO的0.09～1.5g分析純的Eu(NO3)3·9H2O放入25毫升的0.5～3摩爾濃度的硝酸溶液(或者是鹽酸溶液、硫酸溶液)中，完全溶解后，再將大小為5×5×3mm、SiO2的含量超過95wt％的多孔玻璃放入該溶液中浸泡10分鐘以上；之后，將摻有銪離子的高硅氧微孔玻璃放入帶蓋的剛玉坩堝中，并在玻璃周圍放5-10g石墨或者碳粉；在高溫爐的還原氣氛下，經過1080～1200℃的燒結，消除微孔成為密實透明的摻EuO濃度約為0.03～0.5％的高硅氧玻璃。在燒結過程中，以每分鐘5℃以下的速度，從室溫升到400℃后，以每分鐘10℃的速度升到950℃前后，然后，以每分鐘5℃以下的速度從該溫度升到1080～1200℃并在該溫度保溫30分鐘以上后，關掉高溫爐的電源，讓玻璃隨爐冷卻。該玻璃在254納米或者是356納米的紫外燈的照射下，在428納米的附近產生蘭色發光。圖1中的曲線2(實線)就是該玻璃的發光光譜曲線。實施例2將分解后相當于0.02～0.2g的EuO的0.06～0.6g分析純的Eu(NO3)3·9H2O放入25毫升乙醇和丙酮溶液中，完全溶解后，再將大小為5×5×3mm、SiO2的含量超過96wt％的多孔玻璃放入該溶液中浸泡10分鐘以上；之后，將摻有銪離子的高硅氧微孔玻璃放入帶蓋的剛玉坩堝中，并在玻璃周圍放5-10g石墨或者碳粉；在高溫爐的還原氣氛下經過1100～1200℃的固相燒結，消除微孔成為密實透明的摻EuO濃度約為0.02～0.2％的高硅氧玻璃。在燒結過程中，以每分鐘5℃以下的速度，從室溫升到400℃后，以每分鐘10℃的速度升到950℃前后，然后，以每分鐘5℃以下的速度從該溫度升到1100～1200℃，并在該溫度保溫30分鐘以上后，關掉高溫爐的電源，讓玻璃隨爐冷卻。這個玻璃在254納米或者是356納米的紫外燈的照射下，在428納米的附近產生蘭色發光。權利要求1.一種，其特征在于它是將多孔玻璃浸入含銪離子的酸溶液或者有機溶液中，再在還原氣氛的條件下經過1050℃以上高溫的燒結而成。2.根據權利要求1所述的，其特征在于該方法的具體制備過程如下①將硝酸銪、氯化銪、或乙酸銪及其它可被硝酸溶液、鹽酸溶液、硫酸溶液、乙醇和丙酮溶液完全溶解，并且高溫下可以完全分解并形成銪離子氧化物的材料溶入上述溶液中，制成摻銪離子的硝酸溶液、鹽酸溶液、硫酸溶液、乙醇溶液或丙酮溶液；②將SiO2含量超過95wt％的高硅氧多孔玻璃浸入所述的溶液中；③將上述摻有銪離子的高硅氧多孔玻璃放入高溫爐，在還原氣氛條件下，經過10501200℃溫度的固相燒結，燒結過程中，從室溫到400℃升溫速率＜5℃/每分鐘，從950℃到固相燒結溫度1050～1200℃的升溫速率＜5℃/每分鐘，在固相燒結溫度恒溫時間＞30分鐘，然后關閉高溫爐的電源，讓玻璃隨爐冷卻。全文摘要一種，其特征是將高硅氧多孔玻璃浸入含銪離子的酸溶液或者有機溶液中，再在還原氣氛的條件下經過1050℃以上高溫的燒結而成。實驗表明本專利技術可進一步提高銪離子的摻雜濃度，消除玻璃的淺黃色發光，并且使玻璃的發光波長往短波方向移動，提高蘭色發光的強度。文檔編號C03C17/27GK1752041SQ200510027908公開日2006年3月29日 申請日期2005年7月20日 優先權日2005年7月20日專利技術者陳丹平, 楊旅云, 彭明營, 周秦嶺, 達寧 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高硅氧發蘭光玻璃的制造方法，其特征在于它是將多孔玻璃浸入含銪離子的酸溶液或者有機溶液中，再在還原氣氛的條件下經過１０５０℃以上高溫的燒結而成。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳丹平，楊旅云，彭明營，周秦嶺，達寧，
申請(專利權)人：中國科學院上海光學精密機械研究所，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]