CN102452793A - 高发光强度的铽激活硅酸盐玻璃及其制备方法 - Google Patents

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顾牡
黄世明
金鑫杰
刘小林
官周国
张志斌
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Abstract

本发明涉及一种高发光强度的铽激活硅酸盐玻璃及其制备方法，属于发光材料领域。本发明采用高声子能量B2O3添加至铽激活硅酸盐玻璃配方中混合均匀，通过高温熔融及退火处理进行制备，其中，B2O3占玻璃配方总重量的2～20%。优点是：所制得的铽激活硅酸盐玻璃有效地增强了Tb3+的发光强度，该发光玻璃可应用于显示、照明以及光电器件等领域。

Description

高发光强度的铽激活硅酸盐玻璃及其制备方法
技术领域
本发明属于发光材料领域，尤其涉及一种高发光强度的铽激活硅酸盐玻璃及其制备方法。
背景技术
稀土掺杂玻璃由于具有化学组分易调、光学均匀性好、容易实现大尺寸以及制备方法简单等特点，近年来引起了国内外学者的广泛关注。在常见的稀土(Ce3+、Eu3+、Tb3+、Dy3+等)掺杂玻璃中，Tb3+掺杂硅酸盐玻璃具有发光强度高，透明性好，荧光发射主要来自5D4能级，产生位于550 nm窄带的较强绿色荧光，与CCD元件的敏感波长匹配。因此，Tb3+掺杂硅酸盐玻璃一直是稀土材料的一个研究热点。
进一步提高Tb3+激活硅酸盐玻璃的发光强度是扩大其应用范围的关键。为了获得高的发光效率，目前主要有在硅酸盐玻璃中引入敏化剂（如Gd2O3、Dy2O3、Ce2O3和 Ge2O3等）和增加玻璃中铽离子浓度两种方法。在含有较高浓度铽离子的硅酸盐玻璃中，铽离子既是绿色辐射的发光中心，又是它的敏化中心。敏化作用是在两最近邻的铽离子之间进行的能量传递过程，但是由于玻璃中存在着较高的缺陷态密度，使得离子间能量的传递效率不甚理想。因此，增加Tb3+的5D3→5D4非辐射跃迁几率，降低Tb3+离子间交叉弛豫的几率以及因其而引起的的能量损失，有利于增强Tb3+的发光强度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种高发光强度的铽激活硅酸盐玻璃，可有效增强Tb3+掺杂硅酸盐玻璃的发光强度。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供上述高发光强度的铽激活硅酸盐玻璃的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种高发光强度的铽激活硅酸盐玻璃，其特征在于：在玻璃配方中引入高声子能量的B2O3进行高温熔融，其中，B2O3占玻璃配方总重量的2～20%。
具体的，B2O3可以占玻璃配方总重量的2、3、5、8、10、12、15、18或20%。
在上述方案的基础上，提供一种具体的玻璃配方，所述的玻璃配方按质量百分比计包括：
SiO2                      35～60 %
B2O3                       2～20 %
P2O5                       0～10 %
Al2O3                      0.5～3 %
MgO                       0～20 %
CaO                       0～30 %
BaO                       5～50 %
Li2O                       0～10 %
Na2O                       0～25 %
K2O                        0～25 %
Cs2O                       0～25 %
Y2O3                       0～20 %
La2O3                      0～20 %
Gd2O3                      1～15 %
Tb4O7                      5～20 %。
具体的，SiO2的用量可以为35、38、40、42、45、48、50、52、55、58或60 %；
B2O3的用量可以为2、3、5、6、8、10、12、15、18或20 %；
P2O5的用量可以为0、2、4、6、8或0 %；
Al2O3的用量可以为0.5、1、1.5、2、2.5或3 %；
MgO的用量可以为0、2、5、8、10、12、15、18或20 %；
CaO的用量可以为0、2、5、8、10、12、15、18、20、22、25、28或30 %
BaO的用量可以为5、6、8、9、10、12、15、20、25、30、35、40、45或50 %；
Li2O的用量可以为0、1、2、3、5、6、8或10 %；
Na2O的用量可以为0、1、2、3、5、6、8、10、15、20或25 %；
K2O的用量可以为0、1、1.5、2、3、5、8、10、15、20或25 %；
Cs2O的用量可以为0、1、2、3、5、8、9、10、12、15、20或25 %；
Y2O3的用量可以为0、1、2、5、8、10、15、18或20 %；
La2O3的用量可以为0、1、2、5、8、10、15、18或20 %；
Gd2O3的用量可以为1、2、3、5、68、9、10、12、14或15 %
Tb4O7的用量可以为5、6、8、10、12、15、16、18或20 %。
在上述方案的基础上，所述玻璃的优选配方按质量百分比计包括：
SiO2                      35～45 %
B2O3                       5～15 %
Al2O3                      1～2 %
BaO                       8～10 %
Cs2O                      8～10 %
Na2O                      2～3 %
Li2O                      1～3 %
K2O                       1～2 %
Gd2O3                      8～10 %
Tb4O7                      12～18 %。
在上述方案的基础上，所述玻璃的更优选配方按质量百分比计包括：
SiO2                      36.3 %
B2O3                      12.0 %
Al2O3                     1.5 %
BaO                      8.15 %
Cs2O                      8.15 %
Na2O                      2.8 %
Li2O                      2.0 %
K2O                       1.3 %
Gd2O3                     9.0 %
Tb4O7                     15.3 %。
由于采用了上述方案，本发明具有以下特点：
1、制备工艺简单、化学组分易调、易实现大尺寸、化学稳定性好、可拉制成光纤；
2、通过引入B2O3，有效地增强了Tb3+掺杂硅酸盐玻璃的发光强度；
3、发射峰位于人眼最敏感的550 nm附近，可与电荷耦合器件（CCD）的光谱响应很好的匹配，在显示、照明以及光电器件等领域等方面具有重要的应用价值。
附图说明
图1为添加B2O3前后的铽激活硅酸盐玻璃在紫外激发下发光强度的比较图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一、高发光强度的铽激活硅酸盐玻璃的制备方法包括下述步骤：
第一步：配方（按质量百分比计）
SiO2                     45.3 %
Al2O3                     1.5 %
B2O3                      3.0 %
BaO                      9.9 %
Cs2O                      9.9 %
Na2O                      2.8 %
Li2O                      2.0 %
K2O                       1.3 %
Gd2O3                     9.0 %
Tb4O7                     15.3 %；
第二步：将上述配方充分混合均匀后空气气氛中在1500～1550 ℃下用熔融法熔制3～5小时，制得玻璃液；
第三步：将玻璃液倒入预热处理好的模具中定型；
第四步：在马弗炉内500～650 ℃下保温2～4小时进行退火处理。
二、测试
将制得的玻璃切割成25 mm×10 mm×5 mm的样品，经抛光后测试紫外激发发射谱（如图1中—●—曲线所示）。
三、应用
通过以上方法制得的玻璃，在显示、照明以及光电器件等领域具有重要的应用价值。
实施例2
制备方法与实施例1相同，只是玻璃配方不同。
配方按质量百分比计包括：
SiO2                      42.3 %
Al2O3                     1.5 %
B2O3                      6.0 %
BaO                      9.9 %
Cs2O                      9.9 %
Na2O                      2.8 %
Li2O                      2.0 %
K2O                       1.3 %
Gd2O3                     9.0 %
Tb4O7                     15.3 %。
将制得的玻璃切割成25 mm×10 mm×5 mm的样品，经抛光后测试紫外激发发射谱（如图1中—▲—曲线所示）。
实施例3
制备方法与实施例1相同，只是玻璃配方不同。
配方按质量百分比计包括：
SiO2                      36.3 %
Al2O3                     1.5 %
B2O3                      12.0 %
BaO                      9.9 %
Cs2O                      9.9 %
Na2O                      2.8 %
Li2O                      2.0 %
K2O                       1.3 %
Gd2O3                     9.0 %
Tb4O7                     15.3 %。
将制得的玻璃切割成25 mm×10 mm×5 mm的样品，经抛光后测试紫外激发发射谱（如图1中—▼—曲线所示）。
比较例
SiO2                      48.3 %
Al2O3                     1.5 %
BaO                      9.9 %
Cs2O                      9.9 %
Na2O                      2.8 %
Li2O                      2.0 %
K2O                       1.3 %
Gd2O3                     9.0 %
Tb4O7                     15.3 %。
将制得的玻璃切割成25 mm×10 mm×5 mm的样品，经抛光后测试紫外激发发射谱（如图1中—■—曲线所示）。
从图中可知，随着B2O3掺杂量的逐渐提高，Tb3+掺杂硅酸盐玻璃的发光强度也逐渐提高。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高发光强度的铽激活硅酸盐玻璃，其特征在于：在玻璃配方中引入高声子能量的B2O3进行高温熔融，其中，B2O3占玻璃配方总重量的2～20%。
2.根据权利要求1所述的高发光强度的铽激活硅酸盐玻璃，其特征在于：所述的玻璃配方按质量百分比计包括：
SiO2                      35～60 %
B2O3                       2～20 %
P2O5                       0～10 %
Al2O3                      0.5～3 %
MgO                       0～20 %
CaO                       0～30 %
BaO                       5～50 %
Li2O                       0～10 %
Na2O                       0～25 %
K2O                        0～25 %
Cs2O                       0～25 %
Y2O3                       0～20 %
La2O3                      0～20 %
Gd2O3                      1～15 %
Tb4O7                      5～20 %。
3.根据权利要求2所述的高发光强度的铽激活硅酸盐玻璃，其特征在于：所述的玻璃配方按质量百分比计包括：
SiO2                      35～45 %
B2O3                       5～15 %
Al2O3                      1～2 %
BaO                       8～10 %
Cs2O                      8～10 %
Na2O                      2～3 %
Li2O                      1～3 %
K2O                       1～2 %
Gd2O3                      8～10 %
Tb4O7                      12～18 %。
4.根据权利要求3所述的高发光强度的铽激活硅酸盐玻璃，其特征在于：所述的玻璃配方按质量百分比计包括：
SiO2                      36.3 %
B2O3                      12.0 %
Al2O3                     1.5 %
BaO                      8.15 %
Cs2O                      8.15 %
Na2O                      2.8 %
Li2O                      2.0 %
K2O                       1.3 %
Gd2O3                     9.0 %
Tb4O7                     15.3 %。
5.针对权利要求1至4之一所述的高发光强度的铽激活硅酸盐玻璃的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
1）按照玻璃配方进行配比，充分混合均匀后空气气氛中在1500～1550 ℃下用熔融法熔制3～5小时，制得玻璃液；
2）将玻璃液倒入预热处理好的模具中定型；
3）在马弗炉内500～650 ℃下保温2～4小时进行退火处理。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103395980A (zh) * 2013-07-17 2013-11-20 陕西科技大学 一种含铋发白光玻璃及其制备方法
CN108706870A (zh) * 2018-07-10 2018-10-26 齐鲁工业大学 一种结构增强的高折射率氧化物玻璃
CN108793741A (zh) * 2018-07-10 2018-11-13 山东康友光电科技股份有限公司 一种制备结构增强的高折射率氧化物玻璃的配方及方法
CN109052943A (zh) * 2018-09-28 2018-12-21 镇江微芯光子科技有限公司 一种高稳定性的玻璃光纤
CN116285982A (zh) * 2023-03-24 2023-06-23 成都理工大学 一种波长可调型变色发光材料及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1546405A (zh) * 2003-12-16 2004-11-17 中国科学院长春应用化学研究所 稀土绿色长余辉玻璃的制备方法
US20070045555A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-01 Ohara Inc. Glass
JP2010006664A (ja) * 2008-06-30 2010-01-14 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 緑色蛍光ガラス
CN102153280A (zh) * 2010-02-11 2011-08-17 同济大学 一种闪烁玻璃的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1546405A (zh) * 2003-12-16 2004-11-17 中国科学院长春应用化学研究所 稀土绿色长余辉玻璃的制备方法
US20070045555A1 (en) * 2005-08-31 2007-03-01 Ohara Inc. Glass
JP2010006664A (ja) * 2008-06-30 2010-01-14 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 緑色蛍光ガラス
CN102153280A (zh) * 2010-02-11 2011-08-17 同济大学 一种闪烁玻璃的制备方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103395980A (zh) * 2013-07-17 2013-11-20 陕西科技大学 一种含铋发白光玻璃及其制备方法
CN103395980B (zh) * 2013-07-17 2015-07-29 陕西科技大学 一种含铋发白光玻璃及其制备方法
CN108706870A (zh) * 2018-07-10 2018-10-26 齐鲁工业大学 一种结构增强的高折射率氧化物玻璃
CN108793741A (zh) * 2018-07-10 2018-11-13 山东康友光电科技股份有限公司 一种制备结构增强的高折射率氧化物玻璃的配方及方法
CN108793741B (zh) * 2018-07-10 2021-04-20 山东康友光电科技股份有限公司 一种结构增强的高折射率氧化物玻璃及制备方法
CN108706870B (zh) * 2018-07-10 2021-06-08 齐鲁工业大学 一种结构增强的高折射率氧化物玻璃
CN109052943A (zh) * 2018-09-28 2018-12-21 镇江微芯光子科技有限公司 一种高稳定性的玻璃光纤
CN116285982A (zh) * 2023-03-24 2023-06-23 成都理工大学 一种波长可调型变色发光材料及其制备方法

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