【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于先進發光材料，涉及一種新型熒光玻璃，具體涉及一種mn4+激活鈣鈦礦結構鋁酸鹽深紅熒光玻璃及其制備方法。
技術介紹
1、目前，深紅光(700～740nm)已被確定在植物照明中具有關鍵作用，它可以被植物體內光敏色素的pfr狀態吸收，控制植物光合作用、趨光性和光形態的變化。然而，用于人工調節植物生長led燈的深紅發光材料，受到發光過程的大斯托克斯位移和適配性發光材料缺乏的嚴重限制。因此，深入研究深紅發光材料是迫切需要的。近年來，mn4+激活鈣鈦礦結構深紅熒光粉在紫外光到藍光范圍內表現出廣泛的強吸收，在深紅光區域表現出高效的發射，例如sr2lunbo6:mn4+，laalo3:mn4+，和la2mggeo6:mn4+,bi3+，這些熒光粉能發出680～740nm的深紅光，與光敏色素pfr的吸收匹配良好，在植物栽培中具有很大的應用潛力。
2、本專利技術公開了一種在mn4+激活鈣鈦礦結構深紅熒光粉的基礎上，加入ca2+進行電荷補償，通過全溶液燃燒法制備而成的深紅熒光粉，可以顯著提高發光效率，其化學式為la1-yal1-xo3:xmn4+，yca2+，0.001≤x≤0.1，0.001≤y≤0.1。需要指出的是，光敏色素的兩種光相互轉換狀態(pr和pfr)在660nm和730nm處分別占主導地位，與它們不同的吸光度響應形成對比，lao:mn4+，ca2+的發射與pfr的吸光度大部分重疊，而與pr很少重疊。由于光敏色素pr與pfr的適當比例對植物的光合作用和開花時間有顯著影響，因此光敏色素pr和pfr對lao:mn4+
3、為了克服lao:mn4+，ca2+深紅熒光粉熱穩定性差的難題，本專利技術公開了一種新型的超薄化熒光玻璃及其制備方法，其中涉及的工藝技術包括全溶液燃燒法、流延成型技術、低溫共燒工藝等。通過這些方法制備而成的mn4+-ca2+共摻激活laalo3超薄熒光玻璃，可以有效改善發光材料在高功率激發下的散熱性能，成功解決了傳統深紅熒光粉中存在的熱穩定性差、發光效率低等問題。
技術實現思路
1、本專利技術的目的之一是提供一種mn4+-ca2+共摻激活laalo3深紅熒光粉的制備方法，提高mn4+激活鈣鈦礦結構鋁酸鹽深紅熒光粉的發光性能。
2、本專利技術的目的之二是提供一種新型植物照明用深紅熒光玻璃，熱穩定性優異，可實現高效深紅光發射。
3、本專利技術的目的之三是提供上述新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，簡單環保，可實現大規模批量化生產。
4、為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下：一種新型植物照明用深紅熒光玻璃，該熒光玻璃主要以玻璃組分作為基質，摻雜mn4+激活鈣鈦礦結構鋁酸鹽深紅熒光粉。其中，玻璃組成(摩爾比)為a1％sio2-a2％b2o3-a3％p2o5-a4％al2o3-a5％bao-a6cao-a7％k2o；深紅熒光粉化學通式為la1-yal1-xo3:xmn4+，yca2+，其中，x為mn4+取代al3+位的摩爾百分比，0.001≤x≤0.1，y為ca2+取代la3+位的摩爾百分比，0.001≤y≤0.1。
5、本專利技術提供的新型熒光玻璃在350nm紫外光激發下發射深紅光，發射波長范圍在650nm～800nm之間，并且在升溫到420k時的發射強度仍能保持在室溫(300k)發射強度的86％及以上，熱穩定性能優異，最強發射峰位于731nm深紅光波段，該熒光玻璃可作為一種新型紫外光到深紅光的發光轉換器，應用于植物照明用的led燈。
6、另一方面，本專利技術提供上述新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，具體包括以下步驟：
7、(1)按照化學式la1-yal1-xo3:xmn4+，yca2+，0.001≤x≤0.1，0.001≤y≤0.1中各元素的化學計量比分別稱取純度大于99.99％的氧化鑭、氧化鋁、氟化鈣或碳酸鈣和純度大于99.95％的碳酸錳作為原料粉體放置于燒杯中，加入濃硝酸、尿素、硝酸氨和高純水得到混合漿料。
8、(2)將步驟(1)得到的混合漿料置于磁力攪拌器上，加熱攪拌至溶液澄清，然后通過管式爐進行全溶液燃燒法燒結成型，得到深紅熒光粉前驅體，接著將前驅體研磨至細，得到深紅熒光粉粉體。
9、(3)將步驟(2)得到的熒光粉粉體置于高溫管式爐中燒結，燒結溫度為1300℃～1650℃，保溫時間為5～12h，燒結后的粉體取出后研磨至細，得到深紅熒光粉。
10、(4)將步驟(3)所得的深紅熒光粉和合適的玻璃粉按照質量分數比精確稱量后置于球磨罐中，并添加有機溶劑和助劑，通過球磨混合后得到流變性優異的懸浮液漿料；
11、(5)將步驟(4)得到的懸浮液漿料通過高速離心脫泡處理，得到一致性良好的混合漿料。
12、(6)將步驟(5)所得的混合漿料通過流延成型工藝，得到超薄化熒光玻璃坯體。
13、(7)將步驟(6)所得的坯體置于馬沸爐或管式爐中進行低溫共燒結處理，溫度為450℃～850℃，自然冷卻至室溫，得到mn4+激活鈣鈦礦結構的深紅熒光玻璃。
14、優選的，步驟(1)中，所述濃硝酸的濃度范圍為60％～70％，高純水的質量為濃硝酸質量的1～2倍。
15、優選的，步驟(1)中，所述尿素的質量為原料粉體總質量的1％～15％，硝酸氨的質量為原料粉體總質量的0.1％～10％。
16、優選的，步驟(2)中，所述磁力攪拌器的轉速為5rpm～30rpm，加熱溫度60℃～90℃，加熱時間8h～20h。
17、優選的，步驟(2)中，所述管式爐燒結反應溫度為600℃～850℃，反應時間為5～30min。
18、優選的，步驟(4)中，所述有機溶劑包括乙醇、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、丙酮、丁酮等常見的有機液體。
19、優選的，步驟(4)中，所述助劑包括分散劑、粘結劑、增塑劑等。
20、優選的，步驟(4)中，所述球磨的轉速為200r/min～400r/min，球磨時間為10h～24h。
21、優選的，步驟(5)中，所述高速離心脫泡處理，轉速為800r/min～2500r/min，真空度為5～120kpa，時間為1～30min。
22、優選的，步驟(6)中，所述的通過流延成型工藝，得到超薄化熒光玻璃坯體的厚度為30～300μm。
23、優選的，步驟(7)中，所述的低溫共燒結，保溫時間為0.5h～5h。
24、與現有技術相比，本專利技術具有如下有益效果：
25、1.本專利技術采用mnco3為原料，mn4+摻雜鋁酸鹽熒光玻璃通常發射紅光或者深紅光，激發光譜較寬，主要是分別由于紫外光與藍光區域電子自旋允許的4a2→4t1與4a2→4t2躍遷本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其關鍵特征在于，具體包括以下三個方面：
2.根據權利要求1所述的一種新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其特征在于，可以有效地節約成本、制備過程簡單、工藝環保、熱穩定性好且發光效率高。
3.根據權利要求1所述的一種新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其特征在于，方面(1)中，所述熒光粉為Mn4+激活鈣鈦礦結構鋁酸鹽(XAlO3:xMn4+,X＝La,Y,Lu,Nd,Pr...)深紅熒光粉，其中0<x<1，該熒光粉在熒光玻璃中的質量占比為0.2％～50％。
4.根據權利要求1所述的一種新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其特征在于，方面(2)中，所述合適的玻璃粉體組成為：a1％SiO2-a2％B2O3-a3％P2O5-a4％Al2O3-a5％BaO-a6CaO-a7％K2O，其中，0<a1<100,0<a2<100,0<a3<100,0<a4<100,0<a5<100,0<a6<100,0<a7<10
5.一種權利要求1或2所述的新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述濃硝酸的濃度范圍為60％～70％，高純水的質量為濃硝酸質量的1～2倍。
7.根據權利要求5所述的新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述尿素的質量為原料粉體總質量的1％～15％，硝酸氨的質量為原料粉體總質量的0.1％～10％。
8.根據權利要求5所述的新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述磁力攪拌器的轉速為5rpm～30rpm，加熱溫度60℃～90℃，加熱時間8h～20h。
9.根據權利要求5所述的新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述管式爐燒結反應溫度為600℃～850℃，反應時間為5～30min。
10.根據權利要求5所述的新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述有機溶劑包括乙醇、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、丙酮、丁酮等常見的有機液體。
11.根據權利要求5所述的新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述助劑包括分散劑、粘結劑、增塑劑等。
12.根據權利要求5所述的新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其特征在于，步驟(4)中，所述球磨的轉速為200r/min～400r/min，球磨時間10h～24h。
13.根據權利要求5所述的新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其特征在于，步驟(5)中，所述高速離心脫泡處理，轉速為800r/min～2500r/min，真空度為5～120Kpa，時間為1～30min。
14.根據權利要求5所述的新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其特征在于，步驟(6)中，所述的通過流延成型工藝，得到超薄化熒光玻璃坯體的厚度為30～300μm。
15.根據權利要求5所述的新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其特征在于，步驟(7)中，所述的低溫共燒結，保溫時間為0.5h～5h。
...【技術特征摘要】
1.一種新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其關鍵特征在于，具體包括以下三個方面：
2.根據權利要求1所述的一種新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其特征在于，可以有效地節約成本、制備過程簡單、工藝環保、熱穩定性好且發光效率高。
3.根據權利要求1所述的一種新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其特征在于，方面(1)中，所述熒光粉為mn4+激活鈣鈦礦結構鋁酸鹽(xalo3:xmn4+,x＝la,y,lu,nd,pr...)深紅熒光粉，其中0<x<1，該熒光粉在熒光玻璃中的質量占比為0.2％～50％。
4.根據權利要求1所述的一種新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其特征在于，方面(2)中，所述合適的玻璃粉體組成為：a1％sio2-a2％b2o3-a3％p2o5-a4％al2o3-a5％bao-a6cao-a7％k2o，其中，0<a1<100,0<a2<100,0<a3<100,0<a4<100,0<a5<100,0<a6<100,0<a7<100,a1+a2+a3+a4+a5+a6+a7＝100。
5.一種權利要求1或2所述的新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
6.根據權利要求5所述的新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述濃硝酸的濃度范圍為60％～70％，高純水的質量為濃硝酸質量的1～2倍。
7.根據權利要求5所述的新型植物照明用深紅熒光玻璃的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述尿素的質量為原料粉體總質量的...
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