CN116986813A - 一种可协调发光玻璃及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及发光材料技术领域，具体涉及一种可协调发光玻璃及其制备方法与应用，其原料组成为：40‑75％SiO2、10‑30％K2O、5‑18％CaO、1‑6％Al2O3、2‑8％MgO、0.1％Ag2O和0.6％Cu2O；本发明制备的可协调发光玻璃在不同激发下，该发光材料可实现从橙红光到绿光的可控发射，在473nm激光辐照下，玻璃发光颜色从橙红色转变为绿色，且用激光打的图案只有通过特殊光源才可显现，在加热处理后，玻璃发光颜色可以恢复至初始状态，具有发光调控时间短、抗疲劳性好、节能和可逆性好等优点，以及简便的制备方法和优异的性能，能够应用在信息加密及防伪标识等领域。
Description
技术领域
本发明涉及发光材料技术领域，具体涉及一种可协调发光玻璃及其制备方法与应用。
背景技术
信息安全及打击假冒伪劣产品的意识正在人们的心中逐步提高，而加密防伪材料对于信息安全及防止假冒产品的出现具有重要意义。与荧光粉材料相比，无机发光玻璃具有优异的机械电阻、良好的光学性能和较低的生产成本等优点被视为加密防伪材料的一种不错选择。目前，常见的光存储材料和防伪材料是通过光致变色效应在玻璃介质内写入信息来实现，但写入的信息会导致其透明度由于散射而降低，这使得书写信息通常在自然光下可见，这无疑对信息的安全性产生巨大影响。所以，制备一种存储在玻璃中的信息在正常条件下是不可见的，而仅使用选定的方法就可以以发光的形式对其进行解密的材料显得至关重要，但目前在单片介质中同时控制发射颜色分布的多色发光玻璃的制造一直是一个巨大的挑战。因此，本发明制备了具有预先设计发射颜色分布的多色发光玻璃，实现了在可控发光条件下基于光致发光的简易无损解密。
发明内容
本发明目的在于，提供一种可协调发光玻璃及其制备方法与应用，解决无机发光玻璃多色发光困难的问题；具有发光调控时间短、抗疲劳性好、节能和可逆性好等优点，以及简便的制备方法和优异的性能，能够应用在信息加密及防伪标识等领域。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种可协调发光玻璃，包括以下成分：SiO2、K2O、CaO、Al2O3、MgO、Ag2O和Cu2O。
进一步的，各成分重量百分比具体为：SiO2为40-75％、K2O为10-30％、CaO为5-18％、Al2O3为1-6％、MgO为2-8％、Ag2O为0.1％和Cu2O为0.6％，上述各成分之和为百分之百。
本发明的另一目的在于，公开一种可协调发光玻璃的制备方法，包括以下步骤：
S1：将62％的SiO2、18.3％的K2O、10％的CaO、5％的Al2O3、4％的MgO、0.1％的Ag2O和0.6％的Cu2O原料研磨，并装入陶瓷坩埚；
S2：在空气气氛下，将陶瓷坩埚在1600℃高温炉中烧结60分钟，并将玻璃液倒入预先加热至400℃的铜板上，保温15分钟，随后冷却至室温，得到初制玻璃；
S3：将步骤S2所得初制玻璃，在空气气氛条件下，在450℃温度下热处理7小时，随炉冷却至室温，得到可协调发光玻璃。
进一步的，所述步骤S1研磨原料的时间为20分钟，使用玛瑙研钵研磨原料。
本发明还有一目的在于，公开一种可协调发光玻璃及其制备方法在信息加密及防伪标识等领域的应用。
进一步的，所述可协调发光玻璃经473nm激光照射后，玻璃发光颜色由橙红色变为绿色。
进一步的，玻璃的发光颜色在热处理后回复初始状态。
有益效果
制备多色发光玻璃：传统的无机发光材料通常只能获得单一颜色的发光，而本发明提供了一种制备可协调发光玻璃的方法，通过控制不同的成分比例和热处理条件，实现了玻璃的多色发光。在本方案中，选取的成分包括SiO2、K2O、CaO、Al2O3、MgO、Ag2O和Cu2O。这些成分的比例和配比在制备过程中起着关键作用，可以调控玻璃的发光颜色和强度。通过这种方法，制备出的玻璃可以在不同波长的光照下发出不同的颜色，具有优异的多色发光性能。
可控发光条件下的解密策略：本发明制备的多色发光玻璃可以在可控发光条件下进行解密。通常情况下，通过特定的光照条件，可以使玻璃的发光颜色发生可逆性的变化。在特定的波长或强度的激光照射下，发光玻璃的发光颜色会发生转变，从而实现简易的无损解密策略。这种方法在信息存储和信息加密等领域具有潜在应用。本发明制备获得的可协调发光玻璃当利用473nm激光写入信息，玻璃发光颜色由橙红色变为绿色，通过热处理的方式恢复至初始状态；可见其具有良好的可重复性和化学稳定性，从而实现信息的可视化解密。
信息加密及防伪标识应用：本发明提供的可协调发光玻璃可以应用于信息加密和防伪标识等领域。通过制备具有特定发射颜色分布的多色发光玻璃，可以实现高效的信息加密和防伪效果。本发明的发光玻璃可有效吸收近紫外光并高效发射出橙红光或者绿光，是一种能够较好应用于信息安全和防伪的发光材料；可以用于制作安全标签、防伪标识和加密图案等，通过特定的光照条件，能够释放出特定的发光信号，从而验证产品的真伪或者解密隐藏的信息。这对保护信息安全和打击假冒伪劣产品具有重要意义，尤其在电子产品、医药领域、贵金属鉴别等方面有广泛应用。
综上所述，本发明通过制备可协调发光玻璃，实现多色发光和可控发光条件下的解密策略，为信息安全和防伪提供了一种新的解决方案。同时，该技术在信息加密和防伪标识等领域具有广阔的应用前景。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例所述的玻璃在激光照射前后的发射光谱；
图2是本发明实施例所述的玻璃在激光照射前后及热处理后的透过光谱。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明涉及一种可协调发光玻璃及其制备方法与应用；
本发明的可协调发光玻璃是通过以下的制备方法获得的：
首先，将所需的原料按照以下的质量百分比配比混合：62％SiO2、18.3％K2O、10％CaO、5％Al2O3、4％MgO、0.1％Ag2O和0.6％Cu2O。确保原料纯度高且无杂质。
将混合好的原料充分混合。研磨后的粉末应具有一定的粒度分布和表面活性，以便于后续熔炼过程中的均匀熔化。研磨方式可以是其他方式，例如电解研磨、离子束研磨、超声波研磨、激光研磨等。
将研磨好的原料装入陶瓷坩埚中。可以将坩埚置于空气气氛下的高温炉中，烧结，使原料充分熔化。熔化后的玻璃液应呈均匀、无气泡的状态。将熔化后的玻璃液倒入预先加热至铜板上，保温后使玻璃液在铜板上均匀分布。然后，将铜板放置在室温下自然冷却，直至玻璃完全凝固。
将初制的玻璃在空气气氛条件下，进行热处理。热处理完成后，随炉冷却至室温，最后获得了一种可协调发光玻璃。
在制备结束后，对制得的可协调发光玻璃进行性能测试。通过473nm激光写入信息，观察玻璃的发光情况。测试结果表明，本发明制备的玻璃材料具有良好的多色发光性能。
因此，本发明可以应用在信息加密及防伪标识领域。
实施例1
如本实施例所述的一种可协调发光玻璃的制备方法，具体步骤包括：
(1)首先将质量百分比为62％SiO2、18.3％K2O、10％CaO、5％Al2O3、4％MgO、0.1％Ag2O和0.6％Cu2O的原料称量并充分研磨后放于陶瓷坩埚。
(2)在空气气氛下，将步骤(1)中陶瓷坩埚在1600℃高温炉中烧结60分钟，将玻璃液倒入预先加热至400℃的铜板上。
(3)将玻璃放置在450℃的退火炉中保温7小时。
(4)将玻璃打磨、抛光。
得到的玻璃经过450℃保温7小时后，在364nm波长激发下发橙红色光。在473nm激光照射30s后，发射峰出现明显蓝移，如图1所示。通过热处理的方式恢复至初始状态。因此，该可协调发光玻璃可实现信息加密及防伪标识的应用。
进一步测得玻璃在发光颜色改变前后的发射光谱及透过光谱获得如下结果：
将本实施例得到的玻璃经473nm激光输入信息后，玻璃发光颜色由橙红色变为绿色，但不影响玻璃透过率及颜色，对应的发射光谱和透过光谱分别如图1、2所示，信息可在365nm波长下读取。因此该可协调发光玻璃的制备方法制备得到的玻璃的应用，利用玻璃的可协调发光实现信息加密及防伪标识的应用。
综上所述，本实施例的玻璃在364nm激发波长下发光呈现橙红色，经过473nm激光照射，发光颜色由橙红色变为绿色，可循环重复多次；且通过激光输入信息只能在365nm波长下读出，极大的增加了信息的安全性。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (9)
1.一种可协调发光玻璃，其特征在于，所述可协调发光玻璃的成分包括SiO2、K2O、CaO、Al2O3、MgO、Ag2O与Cu2O。
2.根据权利要求1所述的可协调发光玻璃，其特征在于，所述可协调发光玻璃的各成分重量百分比具体为：SiO2为40-75％、K2O为10-30％、CaO为5-18％、Al2O3为1-6％、MgO为2-8％、Ag2O为0.1％和Cu2O为0.6％，上述各成分之和为百分之百。
3.根据权利要求1-2任一项所述可协调发光玻璃的制备方法，包括以下步骤：
S1：将SiO2、K2O、CaO、Al2O3、MgO、Ag2O、Cu2O原料研磨，并装入陶瓷坩埚；
S2：在空气气氛下，将陶瓷坩埚在1600℃高温炉中烧结60分钟，并将玻璃液倒入预先加热至400℃的铜板上，保温15分钟，随后冷却至室温，得到初制玻璃；
S3：将步骤S2所得初制玻璃，在空气气氛条件下，在450℃温度下热处理7小时，随炉冷却至室温，得到可协调发光玻璃。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：SiO2、K2O、CaO、Al2O3、MgO、Ag2O、Cu2O原料重量配比为62：18.3：10：5：4：0.1：0.6。
5.根据权利要求3所述可协调发光玻璃的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中原料研磨的时间为20分钟。
6.根据权利要求3所述的可协调发光玻璃的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中研磨原料使用玛瑙研钵。
7.根据权利要求1-2任一项所述的可协调发光玻璃在信息加密及防伪标识领域的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述可协调发光玻璃经473nm激光照射后，玻璃发光颜色由橙红色变为绿色。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于：所述可协调发光玻璃的发光颜色在热处理后回复初始状态。
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