CN113387566B - 稀土元素掺杂的荧光玻璃材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种稀土元素掺杂的荧光玻璃材料及其制备方法。该稀土元素掺杂的荧光玻璃材料具有如下所示的组成：xRO:yY2O3:zM2O:mSiO2:nTiO2:aPr6O11:bSm2O3；其中，R选自Mg、Ca、Sr或Ba中的一种或多种；M选自Li、Na或K中的一种或多种；x、y、z、m、n、a和b分别表示RO、Y2O3、M2O、SiO2、TiO2、Pr6O11和Sm2O3的摩尔系数；0<x≤0.6，0.4≤y<1，0<z≤0.5，0.01≤m≤0.7，0<n≤0.4，0<a≤0.01，且0<b≤0.01。本发明的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料在蓝色光源的激发下产生红色荧光。

Description

稀土元素掺杂的荧光玻璃材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种稀土元素掺杂的荧光玻璃材料及其制备方法。
背景技术
白光LED因其具有体积小、寿命长、节能等优点被广泛应用于照明和显示用背光源等领域。白光LED可以通过LED芯片配合荧光粉的形式实现，目前多以蓝光LED芯片配合YAG:Ce体系黄色荧光粉。由于YAG:Ce体系荧光粉光谱中缺少红光成分，造成发出的白光色温偏高、显示指数低。
CN103031127A公开了一种橙色荧光粉，该荧光粉化学式为(R，M)a(A,D)b(N,O)c:xCe,yEu，其中，R为La、Y、Tb、Lu、Gd、Sm和Pr中的至少一种；M为Sr、Ca、Ba、Li、Na和K中的至少一种；A为Al、B、Ga和In中的至少一种；D为Si、Ge、W和Mo中的至一种。该荧光粉以Ce和Eu为发光中心，在蓝光激发下能够产生橙色荧光。
CN103265172A公开了一种荧光玻璃，该荧光玻璃由Ba2CO3、Na2CO3、H3PO4、SiO2、Al2O3和YAG:Sm3+,Bi3+前驱体制备得到。该荧光玻璃以Sm3+作为发光中心，在近紫外LED芯片激发下能够产生红光。
发明内容
有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种新组成的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料，该稀土元素掺杂的荧光玻璃材料在蓝色光源的激发下产生红色荧光。进一步地，本发明的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料发光强度高且可见光透过率高。
本发明的另一个目的在于提供上述稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的制备方法，其工艺简单，得到的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料具有较高的发光强度和可见光透过率。
一方面，本发明提供了一种稀土元素掺杂的荧光玻璃材料，其具有如下所示的组成：
xRO:yY2O3:zM2O:mSiO2:nTiO2:aPr6O11:bSm2O3
其中，R选自Mg、Ca、Sr或Ba中的一种或多种；M选自Li、Na或K中的一种或多种；
其中，x、y、z、m、n、a和b分别表示RO、Y2O3、M2O、SiO2、TiO2、Pr6O11和Sm2O3的摩尔系数；
其中，0<x≤0.6，0.4≤y<1，0<z≤0.5，0.01≤m≤0.7，0<n≤0.4，0<a≤0.01，且0<b≤0.01。
根据本发明的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料，优选地，0<x≤0.3，0.6≤y<1，0<z≤0.1，0.01≤m≤0.5，0<n≤0.2，0<a≤0.001，且0<b≤0.001。
根据本发明的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料，优选地，0.001≤x≤0.1，0.7≤y<1，0.01≤z≤0.08，0.1≤m≤0.3，0.005≤n≤0.05，0.0002≤a≤0.0008，且0.0002≤b≤0.0008。
根据本发明的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料，优选地，所述的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料在蓝色光源激发下产生红色荧光。
根据本发明的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料，优选地，z＝4(m+n)-2x-y。
根据本发明的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料，优选地，(a:b)表示Pr6O11与Sm2O3的摩尔比，0.3≤(a:b)≤1.2。
根据本发明的稀土掺杂的红色荧光玻璃材料，优选地，(x:a)表示RO与Pr6O11的摩尔比，80≤(x:a)≤200。
根据本发明的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料，优选地，所述的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料具有如下式之一所示的组成：
0.05SrO:0.88Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.05MgO:0.88Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.05CaO:0.88Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.05SrO:0.88Y2O3:0.02Na2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.05CaO:0.88Y2O3:0.02K2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.05CaO:0.88Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0001Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.05SrO:0.88Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0001Sm2O3；
0.15CaO:0.68Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.15CaO:0.88Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.06TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.15SrO:0.68Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.15SrO:0.88Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.06TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3。
另一方面，本发明提供上述稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的制备方法，包括如下步骤：
(1)将根据稀土元素掺杂的荧光玻璃材料组成得到的原料和原料重量2～9wt％的助熔剂形成第一物料；
(2)将第一物料灼烧，然后冷却，得到第二物料；
(3)将第二物料在氮气或稀有气体中进行热处理，得到稀土元素掺杂的荧光玻璃材料。
根据本发明的制备方法，优选地，步骤(1)中的助熔剂为硼酸；步骤(2)中灼烧温度为1200～2000℃，且灼烧时间为2～9小时；步骤(3)中热处理温度为500～1100℃，热处理时间为2～8小时。
本发明提供了一种新的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料，其在蓝色光源的激发下产生红色荧光。进一步地，本发明的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料中各组分相互配合，使稀土元素掺杂的荧光玻璃材料具有较高的发光强度和可见光透过率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
<稀土元素掺杂的荧光玻璃材料>
本发明的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料具有如下所示的组成：
xRO:yY2O3:zM2O:mSiO2:nTiO2:aPr6O11:bSm2O3
其中，R表示一种或多种碱土金属元素，M表示一种或多种碱金属元素。x、y、z、m、n、a和b分别表示RO、Y2O3、M2O、SiO2、TiO2、Pr6O11和Sm2O3的摩尔系数或摩尔比。本发明的荧光玻璃材料可以含有不可避免的杂质。
R、M的具体含义如下文所述。x、y、z、m、n、a和b的取值范围如下文所述，本申请中的取值范围均为各组分的相对含量。
本发明的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料在蓝色光源激发下产生红色荧光。优选地，激发光波长范围在425～500nm。更优选地，激发光最大强度的波长范围在435～495nm。优选地，发射光波长范围在560～665nm。更优选地，发射光最大强度的波长范围在600～610nm。
R表示一种或多种碱土金属元素。碱土金属元素的实例包括但不限于Mg、Ca、Sr或Ba。在某些实施方式中，M选自Ca或Sr中的至少一种。在另一些实施方式中，M为Ca。在再一些实施方式中，M为Sr。在本发明中，0<x≤0.6；优选地，0<x≤0.3；更优选地，0.001≤x≤0.1。这样可以提高稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的发光强度和可见光透过率。
Y2O3表示三氧化二钇。在本发明中，0.4≤y<1；优选地，0.6≤y<1；更优选地，0.7≤y<1。这样可以提高稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的发光强度和可见光透过率。
M表示一种或多种碱金属元素。M选自Li、Na或K中的一种或多种。优选地，M选自Li或Na中的一种或多种。更优选地，M为Li。在本发明中，0<z≤0.5；优选地，0<z≤0.1；更优选地，0.01≤z≤0.08。这样可以提高稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的发光强度和可见光透过率。
SiO2表示二氧化硅。在本发明中，0.01≤m≤0.7；优选地，0.01≤m≤0.5；更优选地，0.1≤m≤0.3。这样可以提高稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的发光强度和可见光透过率。
TiO2表示二氧化钛。在本发明中，0<n≤0.4；优选地，0<n≤0.2；更优选地，0.005≤n≤0.05。这样可以提高稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的发光强度和可见光透过率。
Pr6O11表示十一氧化六镨。在本发明中，0<a≤0.01；优选地，0<a≤0.001；更优选地，0.0002≤a≤0.0008。这样可以提高稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的发光强度和可见光透过率。
Sm2O3表示三氧化二钐。在本发明中，0<b≤0.01；优选地，0<b≤0.001；更优选地，0.0002≤b≤0.0008。这样可以提高稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的发光强度和可见光透过率。
在本发明的某些实施方式中，0<x≤0.6，0.4≤y<1，0<z≤0.5，0.01≤m≤0.7，0<n≤0.4，0<a≤0.01，且0<b≤0.01。在本发明的另一些实施方式中，0<x≤0.3，0.6≤y<1，0<z≤0.1，0.01≤m≤0.5，0<n≤0.2，0<a≤0.001，且0<b≤0.001。在本发明的再一些实施方式中，0.001≤x≤0.1，0.7≤y<1，0.01≤z≤0.08，0.1≤m≤0.3，0.005≤n≤0.05，0.0002≤a≤0.0008，且0.0002≤b≤0.0008。
(a:b)表示Pr6O11与Sm2O3的摩尔比。在本发明中，0.3≤(a:b)≤1.2；优选地，0.5≤(a:b)≤1；更优选地，0.6≤(a:b)≤1。这样可以提高稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的发光强度和可见光透过率。
(x:a)表示RO与Pr6O11的摩尔比。在本发明中，80≤(x:a)≤200；优选地，100≤(x:a)≤150；更优选地，120≤(x:a)≤130。这样可以提高稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的发光强度和可见光透过率。
在某些实施方式中，z＝4(m+n)-2x-y。优选地，z＝4(m+n)-2x-y，0<x≤0.6，0.4≤y<1，0<z≤0.5，0.01≤m≤0.7，0<n≤0.4，0<a≤0.01，且0<b≤0.01。更优选地，z＝4(m+n)-2x-y，0<x≤0.3，0.6≤y<1，0<z≤0.1，0.01≤m≤0.5，0<n≤0.2，0<a≤0.001，且0<b≤0.001。最优选地，z＝4(m+n)-2x-y，0.001≤x≤0.1，0.7≤y<1，0.01≤z≤0.08，0.1≤m≤0.3，0.005≤n≤0.05，0.0002≤a≤0.0008，且0.0002≤b≤0.0008。这样可以提高稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的发光强度和可见光透过率。
本发明的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的具体实例包括但不限于如下式之一表示的组成：
0.05SrO:0.88Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.05MgO:0.88Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.05CaO:0.88Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.05SrO:0.88Y2O3:0.02Na2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.05CaO:0.88Y2O3:0.02K2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.05CaO:0.88Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0001Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.05SrO:0.88Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0001Sm2O3；
0.15CaO:0.68Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.15CaO:0.88Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.06TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.15SrO:0.68Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.15SrO:0.88Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.06TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3。
<制备方法>
本发明的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的制备方法包括如下步骤：
(1)将根据稀土元素掺杂的荧光玻璃材料组成得到的原料和原料重量2～9wt％的助熔剂形成第一物料；
(2)将第一物料灼烧，然后冷却，得到第二物料；
(3)将第二物料在氮气或稀有气体中进行热处理，得到稀土元素掺杂的荧光玻璃材料。
本发明所得到的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料具有如下所示的组成：xRO:yY2O3:zM2O:mSiO2:nTiO2:aPr6O11:bSm2O3；具体如前文所述。
在步骤(1)中，助熔剂可以选自硼酸、氟化钡、氟化铵中的一种或多种。更优选地，助熔剂为硼酸。助熔剂的用量为原料重量的2～9wt％；优选为2～6wt％；更优选为3～5wt％。这样可以提高稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的发光强度和可见光透过率。
在步骤(2)中，灼烧温度可以为1200～2000℃；优选为1400～1900℃；更优选为1500～1700℃。灼烧时间可以为2～9小时；优选为2～5小时；更优选为3～5小时。这样可以提高稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的发光强度和可见光透过率。
在步骤(3)中，热处理的温度可以为500～1100℃，优选为700～1000℃，更优选为750～850℃。热处理时间可以为2～8小时，优选为3～6小时，更优选为3～5小时。这样可以提高稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的发光强度和可见光透过率。
碱土金属氧化物的原料可以为碱土金属的氧化物、碱土金属的碳酸盐、硝酸盐、草酸盐、硫酸盐、卤化物或氢氧化物。碱土金属氧化物的实例包括但不限于氧化镁、氧化钡、氧化钙、氧化锶。碱土金属碳酸盐的实例包括但不限于碳酸镁、碳酸钡、碳酸钙、碳酸锶。碱土金属硝酸盐的实例包括但不限于硝酸镁、硝酸钡、硝酸钙、硝酸锶。碱土金属草酸盐的实例包括但不限于草酸镁、草酸钡、草酸钙、草酸锶。碱土金属硫酸盐的实例包括但不限于硫酸镁、硫酸钡、硫酸钙、硫酸锶。碱土金属卤化物的实例包括但不限于卤化镁、卤化钡、卤化钙、卤化锶。碱土金属氢氧化物的实例包括但不限于氢氧化镁、氢氧化钡、氢氧化钙、氢氧化锶。
稀土氧化物的原料可以为稀土氧化物、稀土碳酸盐、稀土硝酸盐、稀土硫酸盐、稀土草酸盐、稀土卤化物、稀土氢氧化物。稀土氧化物的实例包括但不限于三氧化二钇、十一氧化六镨、三氧化二钐。稀土碳酸盐的实例包括但不限于碳酸钇、碳酸镨、碳酸钐。稀土硝酸盐的实例包括但不限于硝酸钇、硝酸镨、硝酸钐。稀土硫酸盐的实例包括但不限于硫酸钇、硫酸镨、硫酸钐。稀土草酸盐的实例包括但不限于草酸钇、草酸钐、草酸镨。稀土卤化物的实例包括但不限于卤化钇、卤化钐、卤化镨。稀土氢氧化物的实例包括但不限于氢氧化钇、氢氧化钐、氢氧化镨。
碱金属氧化物的原料可以为碱金属氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属硝酸盐、碱金属硫酸盐、碱金属草酸盐、碱金属卤化物、碱金属氢氧化物。碱金属氧化物的实例包括但不限于氧化钠、氧化锂、氧化钾。碱金属碳酸盐的实例包括但不限于碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾。碱金属硝酸盐的实例包括但不限于硝酸锂、硝酸钠、硝酸钾。碱金属硫酸盐的实例包括但不限于硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾。碱金属草酸盐的实例包括但不限于草酸锂、草酸钠、草酸钾。碱金属卤化物的实例包括但不限于卤化锂、卤化钠、卤化钾。碱金属氢氧化物的实例包括但不限于氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾。
二氧化硅的原料可以为硅的氧化物及其他含硅化合物，包括但不限于:二氧化硅(SiO2)，硅酸包括原硅酸(H4SiO4)，偏硅酸(H2SiO3)，二硅酸(H2Si2O5)，硅烷，四卤化硅(SiCl4)，氮化硅(Si3N4)，氨基硅，氟硅酸(H2SiF6)。
二氧化钛的原料包括但不限于二氧化钛(TiO2)，五氧化三钛(Ti3O5)，一氧化钛(TiO)，钛酸H4TiO4[TiO2·xH2O或Ti(OH)4)]，偏钛酸TiO(OH)2，四氯化钛TiCl4，三氯化钛TiCl3，碘化钛TiI4，硫酸氧钛(TiOSO4·H2O)。
以下实施例中MgO组成的原料为MgCO3(分析纯)、CaO组成的原料为CaCO3(分析纯)、SrO组成的原料为SrCO3(分析纯)、Y2O3组成的原料Y2(CO3)3(纯度为99.99wt％)、Li2O组成的原料为LiCl(分析纯)、K2O组成的原料为KCl(分析纯)、Na2O组成的原料为NaCl(分析纯)、SiO2组成的原料为SiO2(分析纯)、TiO2组成的原料为TiO2(分析纯)、Pr6O11组成的原料为Pr6O11(纯度为99.99wt％)、Sm2O3组成的原料为Sm2O3(纯度为99.99wt％)。
实施例1～11
按照表1中稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的组成选择和称取原料。将原料和用量为原料重量4wt％的硼酸(分析纯)形成第一物料。
将第一物料在1550℃的条件下灼烧4小时，然后浇铸急冷，得到第二物料。
将第二物料在氮气保护下，在800℃的条件下，热处理4小时，得到稀土元素掺杂的荧光玻璃材料。
表1
编号 稀土元素掺杂的荧光玻璃材料
实施例1 0.05SrO:0.88Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>:0.02Li<sub>2</sub>O:0.24SiO<sub>2</sub>:0.01TiO<sub>2</sub>:0.0004Pr<sub>6</sub>O<sub>11</sub>:0.0005Sm<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
实施例2 0.05MgO:0.88Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>:0.02Li<sub>2</sub>O:0.24SiO<sub>2</sub>:0.01TiO<sub>2</sub>:0.0004Pr<sub>6</sub>O<sub>11</sub>:0.0005Sm<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
实施例3 0.05CaO:0.88Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>:0.02Li<sub>2</sub>O:0.24SiO<sub>2</sub>:0.01TiO<sub>2</sub>:0.0004Pr<sub>6</sub>O<sub>11</sub>:0.0005Sm<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
实施例4 0.05SrO:0.88Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>:0.02Na<sub>2</sub>O:0.24SiO<sub>2</sub>:0.01TiO<sub>2</sub>:0.0004Pr<sub>6</sub>O<sub>11</sub>:0.0005Sm<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
实施例5 0.05CaO:0.88Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>:0.02K<sub>2</sub>O:0.24SiO<sub>2</sub>:0.01TiO<sub>2</sub>:0.0004Pr<sub>6</sub>O<sub>11</sub>:0.0005Sm<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
实施例6 0.05CaO:0.88Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>:0.02Li<sub>2</sub>O:0.24SiO<sub>2</sub>:0.01TiO<sub>2</sub>:0.0001Pr<sub>6</sub>O<sub>11</sub>:0.0005Sm<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
实施例7 0.05SrO:0.88Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>:0.02Li<sub>2</sub>O:0.24SiO<sub>2</sub>:0.01TiO<sub>2</sub>:0.0004Pr<sub>6</sub>O<sub>11</sub>:0.0001Sm<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
实施例8 0.15CaO:0.68Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>:0.02Li<sub>2</sub>O:0.24SiO<sub>2</sub>:0.01TiO<sub>2</sub>:0.0004Pr<sub>6</sub>O<sub>11</sub>:0.0005Sm<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
实施例9 0.15CaO:0.88Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>:0.02Li<sub>2</sub>O:0.24SiO<sub>2</sub>:0.06TiO<sub>2</sub>:0.0004Pr<sub>6</sub>O<sub>11</sub>:0.0005Sm<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
实施例10 0.15SrO:0.68Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>:0.02Li<sub>2</sub>O:0.24SiO<sub>2</sub>:0.01TiO<sub>2</sub>:0.0004Pr<sub>6</sub>O<sub>11</sub>:0.0005Sm<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
实施例11 0.15SrO:0.88Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>:0.02Li<sub>2</sub>O:0.24SiO<sub>2</sub>:0.06TiO<sub>2</sub>:0.0004Pr<sub>6</sub>O<sub>11</sub>:0.0005Sm<sub>2</sub>O<sub>3</sub>
实验例
将上述实施例的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料以蓝色光源为激发光源，检测发射光的波长范围和最大强度的波长值。采用460nm的准单色光作为激发光源。
采用如下方法对以上实施例的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的相对发光强度和可见光透过率进行测试：
相对发光强度：用460nm的准单色光作为激发光源，激发以上实施例所得到的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料，产生的荧光经收集后通过光电探测器将光信号转变为电信号，在相同条件下测试稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的光电流值，计算出稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的相对发光强度。
可见光透过率：采用波长可调式光源照射以上实施例的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料，感应器分别探测光源的入射光强和透过稀土元素掺杂的荧光玻璃材料后的光强(透过光强)，透过光强与入射光强的比值即为可见光透过率。
表2
Figure GDA0003492527410000111
本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的范围。

Claims (9)

1.一种稀土元素掺杂的荧光玻璃材料，其特征在于，所述的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料具有如下所示的组成：
xRO:yY2O3:zM2O:mSiO2:nTiO2:aPr6O11:bSm2O3
其中，R选自Mg、Ca、Sr或Ba中的一种或多种；M选自Li、Na或K中的一种或多种；
其中，x、y、z、m、n、a和b分别表示RO、Y2O3、M2O、SiO2、TiO2、Pr6O11和Sm2O3的摩尔系数；
其中，0.001≤x≤0.3，0.6≤y<1，0.01≤z≤0.08，0.1≤m≤0.3，0.005≤n≤0.2，0.0001≤a≤0.0008，且0.0001≤b≤0.0008。
2.根据权利要求1所述的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料，其特征在于，0.001≤x≤0.1，0.7≤y<1，0.005≤n≤0.05，0.0002≤a≤0.0008，且0.0002≤b≤0.0008。
3.根据权利要求1～2任一项所述的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料，其特征在于，所述的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料在蓝色光源激发下产生红色荧光。
4.根据权利要求3所述的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料，其特征在于，z＝4(m+n)-2x-y。
5.根据权利要求1所述的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料，其特征在于，(a:b)表示Pr6O11与Sm2O3的摩尔比，0.3≤(a:b)≤1.2。
6.根据权利要求1所述的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料，其特征在于，(x:a)表示RO与Pr6O11的摩尔比，80≤(x:a)≤200。
7.根据权利要求1所述的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料，其特征在于，所述的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料具有如下式之一所示的组成：
0.05SrO:0.88Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.05MgO:0.88Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.05CaO:0.88Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.05SrO:0.88Y2O3:0.02Na2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.05CaO:0.88Y2O3:0.02K2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.05CaO:0.88Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0001Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.05SrO:0.88Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0001Sm2O3；
0.15CaO:0.68Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.15CaO:0.88Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.06TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.15SrO:0.68Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.01TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3；
0.15SrO:0.88Y2O3:0.02Li2O:0.24SiO2:0.06TiO2:0.0004Pr6O11:0.0005Sm2O3。
8.根据权利要求1～7任一项所述的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将根据稀土元素掺杂的荧光玻璃材料组成得到的原料和原料重量2～9wt％的助熔剂形成第一物料；
(2)将第一物料灼烧，然后冷却，得到第二物料；
(3)将第二物料在氮气或稀有气体中进行热处理，得到稀土元素掺杂的荧光玻璃材料。
9.根据权利要求8所述的稀土元素掺杂的荧光玻璃材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的助熔剂为硼酸；步骤(2)中灼烧温度为1200～2000℃，且灼烧时间为2～9小时；步骤(3)中热处理温度为500～1100℃，热处理时间为2～8小时。
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