CN104944771A - 一种深紫外激发锰离子掺杂发光玻璃 - Google Patents
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Abstract
一种激发波长拓宽至深紫外区的锰离子掺杂发光玻璃，在一定温度T1下熔制，经温度T2退火制成。该发光玻璃的发光中心为Mn2+，敏化剂为Gd3+。此种发光玻璃的激发波长覆盖UVA，UVB和UBC整个紫外区以及蓝光区，发出高效的主发射峰在600nm左右的橙红色荧光，衰减时间在毫秒级。此种发光玻璃将激发区拓展至深紫外区，是一种可以同时满足紫外和可见不同波长激发源要求的新型发光材料。
Description
技术领域
本次发明橙红光发光玻璃可以应用在使用深紫外光作为激发源的固体激光器、光纤放大器、彩色显示器以及日常照明等领域。
背景技术
近年来，发光玻璃得到迅猛发展，已在照明、显示、固体激光器的得到广泛应用。相较于荧光粉，发光玻璃的发光强度较弱，但具有通透、防爆、防水、抗紫外线、生产过程无污染，绝缘等特点。
Mn2+作为发光玻璃研究中的热门中心离子，具有高发光强度、宽发射峰、可发射红绿双色光等优点。但其所需要的激发光源局限于近紫外和蓝光区，对于深紫外激发光源不匹配。本发明所研究的Mn2+为发光中心的磷酸盐、硼酸盐和硅酸盐发光玻璃，以Gd3+离子为敏化剂，其激发光源拓展至深紫外区，且发射强度更高，同时保留了原激发波长下的发射。
发明内容
本次发明涉及到一种锰离子掺杂磷酸盐、硼酸盐和硅酸盐发光玻璃，化学式为P2O5（B2O3，SiO2）-MO（M=Ca，Ba，Sr，Zn）-R2O（R=Na，K）-Gd2O3-MnO。为了得到此发光玻璃，所使用的原料分别是含上述氧化物的化学纯化合物，如NH4H2PO4，H3BO3，SiO2，MCO3，R2CO3，Gd2O3和 MnCO3等。按以下步骤制备玻璃样品：
1）按照设计的玻璃组成精确称量化合物原料，将称量好的原料放入研钵中混合均匀，放入氧化铝坩埚中，分别在~1250℃（磷酸盐和硼酸盐玻璃）和~1550℃（硅酸盐玻璃）下熔制2-3小时。
2）将熔制的原料在室温冷却成玻，放入马弗炉中退火。退火温度为~450℃（磷酸盐和硼酸盐玻璃）和~550℃（硅酸盐玻璃），退火时间为2-3小时。之后样品随炉降至室温。
3) 将玻璃切磨成薄片形样品，表面抛光处理，以备光学和光谱性能测试。
本发明提供的发光玻璃具有较宽的发射峰，在深紫外、近紫外和蓝光激发下，均能发射出橙红色荧光，主发射峰在600nm附近。
本发明的优点在于：
1）本发明发光玻璃的激发波长覆盖整个UVA、UVB和UBC紫外区和蓝光区，发出高效的主发射峰在600nm左右的橙红色光。
2）本发明的发光玻璃制备工艺简单，易于操作，且化学性质稳定，具有广泛的应用前景。
附图说明
图1为本发明磷酸盐发光玻璃的发射光谱
图2为本发明磷酸盐发光玻璃的激发光谱
玻璃组成为：(25-x)SrO-75P2O5-xGd2O3 : yMnO (mol%)
图1 不同组成样品在不同激发波长下的激发光谱。
图2 不同组成样品的Mn2+发射波长下的激发光谱。
具体实施方式
实施例G1：75P2O5-20SrO-5Gd2O3: 2Mn2+
制备方法：分别称取磷酸二氢铵（NH4H2PO4）23.7481g，碳酸锶（SrCO3）4.0639g，氧化钆（Gd2O3）2.4947g，碳酸亚锰（MnCO3）0.3164g。上述称量好的原料放入研钵中混合均匀，放入氧化铝坩埚中，在1250℃下熔制2h。将熔制后的原料在室温中成玻成型，然后转入马弗炉中退火。退火温度为450℃。之后样品随炉冷却到室温。冷却到室温后，将样品加工成型，表面进行抛光处理。该发光玻璃在室温下的激发光谱图见附图1 。固定600nm的发射波长，样品呈现出406nm处较宽的激发峰，而在深紫外区，有位于273nm波长的极强激发峰，其强度超过406nm处的激发峰。
实施例G4：75P2O5-20SrO-5Gd2O3: 0.5Mn2+
制备方法：分别称取磷酸二氢铵（NH4H2PO4）23.7481g，碳酸锶（SrCO3）4.0639g，氧化钆（Gd2O3）2.4947g，碳酸亚锰（MnCO3）0.0726g。上述称量好的原料放入研钵中混合均匀，放入氧化铝坩埚中，在1250℃下熔制2h。将熔制后的原料在室温中成玻成型，然后转入马弗炉中退火。退火温度为450℃。之后样品随炉冷却到室温。冷却到室温后，将样品加工成型，表面进行抛光处理。该发光玻璃在室温下的激发光谱图见附图1 。固定600nm的发射波长，样品呈现出406nm处较宽的激发峰，而在深紫外区，有位于273nm波长的极强激发峰，其强度为406nm处激发峰的近4倍。
实施例G5：75P2O5-15SrO-10Gd2O3: 2Mn2+
制备方法：分别称取磷酸二氢铵（NH4H2PO4）20.8057g，碳酸锶（SrCO3）2.7986g，氧化钆（Gd2O3）4.5813g，碳酸亚锰（MnCO3）0.2905g。上述称量好的原料放入研钵中混合均匀，放入氧化铝坩埚中，在1250℃下熔制2h。将熔制后的原料在室温中成玻成型，然后转入马弗炉中退火。退火温度为450℃。之后样品随炉冷却到室温。冷却到室温后，将样品加工成型，表面进行抛光处理。该发光玻璃的在室温下的激发光谱图见附图2 。固定监测波长为596nm后，样品在273nm和311nm处有极强的激发峰，且均为406nm激发峰的两倍以上。
Claims (5)
1.一种激发波长拓宽至深紫外区的锰离子掺杂发光玻璃，T1温度下熔制，T2温度下退火后制成。
2.该玻璃的基质是磷酸盐、硼酸盐和硅酸盐，发光中心是Mn2+，敏化剂是Gd3+。
3. 如权利要求1所述的发光玻璃，其特征在于，该玻璃可被波长为273nm和311nm的深紫外光激发。
4.如权利要求1和2所述的发光玻璃，其特征在于，该发光玻璃发射波长在600nm左右的高强橙红光。
5. 如权利要求1所述的发光玻璃的制备方法，其特征在于：
（1） 按化学式称取一定配比的原料，如磷酸二氢铵、硼酸、二氧化硅，碱土金属碳酸盐、碱金属碳酸盐、氧化锌、氧化钆和碳酸亚锰等；
（2） 将称量好的配合料在陶瓷研钵中研磨并均匀混合；
（3） 将研磨和混合好的配合料在~1250℃（磷酸盐和硼酸盐玻璃）或~1550℃（硅酸盐玻璃）下熔制2-4小时，然后在室温中淬冷成玻；
（4） 成玻后的样品在450℃（磷酸盐和硼酸盐玻璃）或550℃（硅酸盐玻璃）下保温2-3小时，然后随炉冷却至室温。
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| CN201510195403.0A CN104944771A (zh) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | 一种深紫外激发锰离子掺杂发光玻璃 |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1785865A (zh) * | 2005-10-21 | 2006-06-14 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 以硼酸锌为基质的红色或绿色长余辉玻璃的制备方法 |
| CN101602571A (zh) * | 2009-07-15 | 2009-12-16 | 华东理工大学 | 一种闪烁玻璃及其制备方法 |
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2015
- 2015-04-22 CN CN201510195403.0A patent/CN104944771A/zh active Pending
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| PENG LIU 等: "Luminescence properties and energy transfer of Gd3+, Mn2+ co-doped cubic NaYF4 nanocrystals", 《JOURNAL OF LUMINESCENCE》 * |
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